3. Tính toán các khâu công nghệ
2.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC ĐÁ KHỐI TIÊN TIẾN ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
2.3.1 Phương pháp khoan cắt bằng dây kim cương tách khối đá ra khỏi nguyên khối.
1.Các thông số của hệ thống khai thác :
Lựa chọn Hệ thống khai thác (HTKT) để thực hiện các khâu công nghệ trong quá trình khai thác nhằm đảm bảo các thiết bị hoạt động có hiệu quả về kinh tế, an toàn và sản xuất liên tục, bảo vệ tốt môi trường. Đối với mỏ đá khối, đặc trưng của hệ thống khai thác là trình tự khấu các lớp đá với các thông số hợp lý.
- Hệ thống khai thác thường chọn khai thác theo lớp bằng cho đá khôi, dùng máy khoan, khoan tạo lỗ, đá khối được cưa cắt bằng dây kim cương, kết hợp hai loại hình vận tải:
a. Chiều cao tầng khai thác (hkt,m)
Chiều cao tầng khai thác lựa chọn phù hợp với điều kiện địa chất, sơ đồ công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị sử dụng. Với đặc tính làm việc của máy cắt dây kim cương cắt đá, máy xúc dự kiến sử dụng cho khâu xúc bốc. Chiều cao tầng được chọn là hkt = 5,0m. Khi khai thác đá khối chia tầng thành 2 phân tầng, mỗi phân tầng cao 2,5m.Tâng khai thác đá VLXD và đá bột là 10m.
b. Chiều cao tầng kết thúc (Hkt,m)
Chiều cao tầng kết thúc lựa chọn phù hợp với tính chất cơ lý của đất đá, đảm bảo ổn định bờ mỏ sau khi kết thúc khai thác. Chiều cao tầng kết thúc được lựa chọn là Hkt = 10m.
c. Góc nghiêng sườn tầng khai thác (αk, độ)
Đá dược tách ra khỏi nguyên khối bằng dây cắt kim cương, do vậy góc nghiêng tầng khai thác được chọn theo thông số của máy cắt, do đó αk = 90o. Khai thác bằng khoan nổ mìn chọn αk = 75o
d. Góc nghiêng sườn tầng kết thúc (αkt, độ)
Góc nghiêng sườn tầng kết thúc được chọn phù hợp với tính chất cơ lý của đất đá của mỏ, đồng thời phù hợp với TCVN 5178: 2004 Quy phạm an toàn trong khai thác và chế biến đá lộ thiên. Do khai thác bằng cưa cắt, bờ mỏ ổn định chọn αkt = 85o. Khi khoan nổ mìn đá làm bột và đá VLXD, chọn αkt = 53-63o
e. Chiều rộng bề mặt công tác tối thiểu (Bmin, m)
Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu phải đảm bảo cho các thiết bị xúc bốc, vận tải hoạt động an toàn và có năng suất cao. Thiết bị khai thác trên mặt tầng của mỏ khi khai thác lớp bằng là: máy cắt bằng dây kim cương, máy nâng đá khối, ô tô, cần cẩu chuyên dụng, máy xúc thuỷ lực.
Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu được tính theo công thức sau:
Bmin = Ad + C1 + T + C2 + Z, m Trong đó:
- Ad : chiều rộng dải khấu đá khối. Chiều rộng dải khấu đá khối được lấy theo thông số kỹ thuật của máy cắt đá là Ad = 5m, của HTKT khoan nổ mìn:
- C1 : khoảng cách an toàn tính từ mép tầng công tác đến mép đường xe chạy. Lấy C1 = 1,5m.
- C2 : khoảng cách an toàn tính từ mép ngoài đường xe chạy đến mép sụt lở tự nhiên tầng. Lấy C2 = 2,5m
- Z : Chiều rộng đai an toàn Z được tính theo công thức sau:
Z = ht (cotg∂ - cotgα) = 7,8m Trong đó:
∂ : góc ổn định của đất đá mỏ, ∂ = 52o
α : góc nghiêng sườn tầng, αt = 90o
- T : Chiều rộng vệt xe chạy T được tính theo công thức sau:
T = 2b1 + m = 6,0m Trong đó:
b1 : chiều rộng của xe, lấy b1 = 2,5m
m : khoảng cách an toàn giữa 2 luồng xe, m = 1m.
Thay các giá trị Ad, Ak, C1, C2, T và Z, ta có: Bmind = 23m; Bmink = 26m;
f. Góc nghiêng bờ công tác (ϕct, độ)
Với HTKT lớp xiên gạt chuyển, góc bờ công tác là:ϕct = 53o. Với HTKT lớp bằng góc bờ công tác là:ϕct = 0o.
g. Góc nghiêng bờ kết thúc (γkt, độ)
Trên cơ sở các thông số của HTKT đã lựa chọn, góc nghiêng bờ mỏ khi kết thúc:
- Khai thác đá bột và đá VLXD, γkt = 53-63o. - Khai thác đá xẻ, γkt = 80o.
h. Chiều dài tuyến công tác trên tầng (Lct, m) Tuyến công tác trên tầng bao gồm các khu vực:
- Khu vực dọn mặt bằng gương khai thác, tạo mặt tầng công tác.
- Khu vực chuẩn bị cho máy cắt dây kim cương làm việc.
- Khu vực dành riêng cho máy cắt dây kim cương hoạt động.
Phù hợp với công suất khai thác theo yêu cầu và công suất, thông số làm việc của máy cưa cắt. Gồm 3 khu: khu thành phẩm, khu cưa cắt, khu dự trữ, chiều dài mỗi khu vực là 50m; chiều dài tuyến công tác trên tầng là Lct = 150m
Bảng 2.5 Tổng hợp các thông số của HTKT
T
Các thông số Đ
ơn vị
Giá trị
HTKT1 HTKT2 HTKT3 1 Chiều cao phân tầng khai thác (hpt) m 5,0 8,0 10,0 2 Chiều cao tầng khai thác (hkt) m 2,5 - - 3 ChiÒu cao tÇng kÕt thóc (Hkt) m 10 10 10 4 Góc nghiêng sườn tầng khai thác (αk) độ 90 75 75
5 Góc nghiêng sườn tầng kết thúc (αkt) độ 80 75 75 6 Chiều rộng dài khấu (A) m 5 8 18
7 Chiều rộng bề mặt công tác tối thiểu (Bmin) m 20 30 31 8 Góc nghiêng bờ công tác (ϕct) độ 0 53 0 9 Góc nghiêng bờ kết thúc (γkt) độ 80 53 53 10 Chiều dài tuyến công tác trên tầng (Lct) m 150 140 140 11 Kích thước khối đá (cao,rộng, dài) m 2,0 x 2,0 x 3,2m