CHƯƠNG 6: CÁC GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC CHO MỎ THAN MẠO KHÊ
6.2. Giải pháp thoát nước cưỡng bức từ trong lò
6.2.2. Gải pháp bơm thoát nước cưỡng bức từ khai trường ở cốt (-150)m ra ngoài mặt bằng
6.2.2.1. Giải pháp thoát nước.
Mỏ Mạo Khê hiện đang khai thác tầng trên từ lộ vỉa đến cốt (-80)m và đang sử dụng hệ thống hầm bơm mức -80m. Khi khai thác xuống sâu tới cốt (-150)m chúng tôi dự kiến giải pháp thoát nước như sau:
Duy trì các trạm bơm ở mức -80 để thoát nước cho các tầng trên và xây dựng mới các trạm bơm để thoát nước cho tầng khai thác ở mức -150m.
Hiện tại năng lực hầm bơm mức -80 chỉ để duy trì khi khai thác ở phân tầng -80/-25, nên không có khả năng bơm chuyển tiếp từ mức -150 lên mức - 80. Do vậy chúng tôi dự kiến phương án bơm trực tiếp từ mức -150 lên mặt bằng +26 để thoát nước ra ngoài.
6.2.2.2 Các thông số cơ bản.
Lưu lượng nước chảy vào khai trường ở cốt (-150)m thống kê trong bảng (6.3).
Bảng 6.3: Lượng nước chảy vào khai trường ở mức -150
Mức khai thông Lưu lượng nước (m3/h) Thực tế
QTT
Cực đại QMax
Mức -80 -150 1377 4818
6.2.2. . Tính chọn thiết b bơm
- Lưu lượng tính toán của trạm bơm được tính theo công thức:
T T
QYC QMax 1 (m3/h) (6.1) Trong đó:
Qmax :Lượng nước lớn nhất chảy vào khai trường ở mức -150m T1 =24 giờ: Là số giờ trong 1 ngày đêm.
T = 20 giờ: Thời gian thoát nước trong 1 ngày đêm.
Thay các giá trị trên vào công thức (5.1) ta có:
Q YC =
20 24 4818
= 5781,6 (m3/h) + Áp lực đẩy của bơm:
HSB = HHH / = 182 / 0,85 = 210 m.
Trong đó:
HHH: Chiều cao đẩy của bơm: HHH = 150 + 26 + 6 = 182m.
: Hệ số kể đến sức cản của mạng dẫn: = 0,85 + Chọn máy bơm:
Dựa vào lưu lượng nước tính toán của trạm bơm, chiều cao đẩy của bơm và chiều dài ống mạng dẫn, chúng tôi chọn máy bơm có các thông số kỹ thuật như sau:
- Lưu lượng bơm: Qb 1200m3/h - Áp lực đẩy của bơm: H 250m
- Chiều cao hút của bơm: HH 3m - Hiệu suất của bơm: B 0,79
Số lượng máy bơm trong trạm là 7 chiếc (5 làm việc,1 dự phòng và 1 sửa chữa).
+ Tính chọn đường kính ống đẩy của bơm:
Chọn ống đẩy của bơm và ống dùng cho mạng dẫn thuộc cùng một loại. Loại ống này phải chịu được áp lực tối thiểu:
P = 0,115HHH = 0,115x182 = 20,93 at.
Đường kính ống được tính theo công thức:
D = ( )
. .
900 m
v Qb
Với tốc độ nước chảy qua ống đẩy v = 3,0 m/s thì:
D = 0,354( ).
0 , 3 . 14 , 3 . 900
1200 m
Chọn ống Dy = 360 mm, Py = 25at.
+ Tính chọn đường kính ống hút của bơm:
Với tốc độ nước chảy qua ống hút v = 1,5 m/s thì
D = 0,476m
5 , 1 . 14 , 3 . 900
1200
Chọn ống hút Dy = 500mm, Py = 6at.
Nhận xét:
- Biện pháp chống thấm đáy moong lộ vỉa đã khai thác cũ bằng biện pháp rải lớp đất sét trên toàn bộ đáy moong và trên bề mặt sau khi được hoàn thổ là rất phù hợp với điều kiện thực tế. Trong ranh gới mỏ than Mạo Khê, về phía Tây có trữ lượng tài nguyên đất sét khá lớn. Biện pháp này sử dụng kết hợp với rải lớp vải địa kỹ thuật (HDPE) chống thấm rất hiệu quả.
- Biện pháp khoan trong lò tháo nước có hiệu quả thực tế cao. Các đối tượng cần khoan tháo nước của mỏ là: nước chứa trong lò cũ, đới hủy hoại, đáy các moong khai thác cũ.
Đề tài đã điều tra, đánh giá, tổng hợp tài liệu xác định được các nguồn nước hình thành dòng ngầm cho khu mỏ. Đưa ra các giải pháp tháo khô nước chứa đọng trong lò cũ, đới đứt gãy và trong moong lộ vỉa đã khai thác. Sử dụng tổ hợp các giải pháp: Tạo lớp chống thấm trên bề mặt địa hình và trong các lòng moong đã khai thác, thoát nước cưỡng bức từ trong lò, quan trắc động thái nước ngầm và nước mặt ảnh hưởng đến việc khai thác hầm lò.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận:
Từ kết quả nghiên cứu trên có thể rút ra một số kết luận sau:
1. Dòng ngầm chảy vào mỏ than Mạo Khê được hình thành từ các nguồn: Nước mưa ngấm trực tiếp trên bề mặt địa hình bị nứt lẻ và sụt lún do ảnh hưởng của khai thác than; Nước mặt chứa trong các ao, hồ, moong và từ hai con suối Văn Lôi, Bình Minh ngấm chảy vào tầng chứa nước khe nứt, lỗ hổng trầm tích triát (T3 n-r hg 2); Nước chứa trong hệ thống lò cũ, đứt gãy.
2. Trên cơ sở tài liệu nghiên cứu trước đây đã tính được lượng nước chảy vào mỏ:
- Lượng nước mưa lớn nhất ngấm chảy vào mỏ là: 583.582 m3/ng.
- Lượng nước mặt tích đọng trong các ao, hồ, moong khai thác cũ là 4.154.800 m3.
- Nước dưới đất tích đọng trong các lò cũ là: 192.540 m3.
- Lưu lượng nước chảy vào mỏ khi khai thác than đến cốt (-150)m là 71.363 m3/ng, lớn nhất là 249.770 m3/ng. Nếu duy trì đường lò mức (-80) để phục vụ thoát nước thì lưu lượng nước chảy vào mức (-150) sẽ giảm 46%, lượng nước sẽ là 33.038 m3/ng, lớn nhất là 115.633 m3/ng.
3. Khối lượng nước đọng trong lò cũ rất lớn, có nhiều nguồn hình thành dòng ngầm, khi khai thác hầm lò có thể xảy ra hiện tượng bục nước vào mỏ.
Để ngăn ngừa nước chảy vào hầm lò và ngăn ngừa nguy cơ bục nước từ lò cũ, đới hủy hoại, moong khai thác cũ phải thực hiện tốt các giải pháp: Chống thấm bề mặt địa hình, thoát nước cưỡng bức từ trong lò.
Kiến Nghị:
1. Ngành than khai thác ngày một xuống sâu hơn, điều kiện ĐCTV càng phức tạp, nguy cơ bục nước trong các mỏ hầm lò là rất cao. Vấn đề nghiên cứu sự hình thành dòng ngầm chảy vào mỏ cốt lõi của công tác an
toàn phòng chống bục nước mỏ hầm lò, Do vậy đối với mỗi mỏ khai thác hầm lò cần có các công trình nghiên cứu sự hình thành dòng ngầm chảy vào mỏ.
2. Điều kiện ĐCTV của khu mỏ Mạo Khê rất phức tạp, cần có thêm công trình nghiên cứu để làm rõ hơn mức độ ảnh hưởng của từng nhân tố ĐCTV tới sự hình thành dòng ngầm chảy vào mỏ.
3. Nội dung đề tài đi sâu nghiên cứu về sự hình thành dòng ngầm chảy vào mỏ than Mạo Khê. Do thời gian nghiên cứu thực địa còn hạn chế. Đề tài rất mong được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các Thầy Cô, các chuyên gia và bạn bè đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn nữa.