CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MỞ VỈA
4.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA
Khi thiết kế, lựa chọn phương án mở vỉa cần chú ý đến hình thức vận tải sử dụng trên mỏ, điều kiện tự nhiên của vỉa: vị trí, góc dốc, phương vị. Với mỗi phương án mở vỉa sẽ xác định một trật tự khai thác khoáng sàng, chế độ công tác trên mỏ và hiệu quả kinh tế nhất định. Bởi vậy thiết kế mở vỉa là một nhiệm vụ kỹ thuật kinh tế quan trọng đòi hỏi người làm thiết kế phải có tầm quan sát tổng hợp đồng thời trên nhiều vấn đề của các phương án nghiên cứu.
Dựa vào điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm khoáng sàng công tác mở vỉa khai trường khu Tây bằng hào trong được tiến hành từ độ cao +262 xuống.
4.2.1. Xác định tuyến cơ bản (vận tải) từ khai trường ra bãi thải và về xưởng tuyển
Quặng sau khi khai thác ở khai trường được vận chuyển bằng ôtô từ gương khai thác về sân ga ở cốt cao +112m.
Đất đá bóc ở khai trường được vận chuyển bằng ô tô từ gương khai thác ra bãi thải phía Bắc T172 và bãi thải ở phía Nam T208.
4.2.2. Các thông số của tuyến đường hào cơ bản vận tải
Với đặc thù của mỏ là đồi núi, sử dụng ô tô để vận chuyển đất đá và quặng, vì vậy mà các hào chung và hào nối đều được đào dưới dạng hào không hoàn chỉnh.
Dùng hệ thống hào chung không hoàn chỉnh sẽ giảm được khối lượng công tác xây dựng cơ bản, nhưng phải đào thêm các hào nối. Chiều dài các hào nối càng tăng lên đối với các tầng dưới. Chỗ tiếp giáp giữa tuyến hào với tầng công tác có thể bố trí trên mặt bằng hoặc dốc thoải.
4.2.2.1. Chiều rộng đáy hào
Z n A M A n k
B
t
Hình 4.1. Sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào khi có hai làn xe chạy Chiều rộng đáy hào cơ bản được xác định theo công thức:
B= Z+ 2(n+ A)+ K+ m + t ,m;
(4.1) Trong đó:
Z: khoảng cách an toàn đề phòng trượt lở, đất đá thuộc loại cứng và cứng vừa
nên ta chọn: Z = 3,5 m;
A: chiều rộng của xe chạy, A= 4,46 m ( Belaz - 540A);
K: chiều rộng rãnh thoát nước, K= 1,2 m;
n: chiều rộng lề đường, n= 1,5 m;
m: khoảng cách an toàn giữa hai làn xe chạy, chọn m = 1,5 m;
t: chiều rộng từ rãnh thoát nước tới chân tầng, t= 0,5 m;
Thay vào ta được: B= 3,5+ 2(1,5+4,46)+ 1,2+ 1,5+ 0,5 =18,62 m Chọn B = 19 m
4.2.2.2. Chiều dài của tuyến hào
Chiều dài lý thuyết của tuyến hào được xác định theo công thức:
Llt =
0 0
i H tgI
H
H c
− =
, m; (4.2)
Trong đó:
H0: độ cao điểm đầu của tuyến đường, H0= + 262 m;
Hc: độ cao điểm cuối của tuyến đường, Hc= + 70 m;
H: chiều sâu của tuyến hào, m;
I: góc nghiêng của tuyến đường, độ;
i0: độ dốc khống chế của tuyến đường, i0= 6%;
Chiều dài thực tế của tuyến đường
Ltt= Kd. Llt , m; (4.3)
Kd: hệ số kéo dài tuyến đường, do ảnh hưởng bởi các đoạn đường có độ dốc giảm, các đoạn đường cong và đoạn tiếp giáp giữa tuyến đường hào và tầng công tác.
Bảng 4.1. Hệ số thông hào
Hệ thống hào Hệ số kéo dài đường
Hào ngoài 1,1 ÷ 1,2
Hào trong, khi tiếp giáp trên độ dốc đã giảm 1,2 ÷ 1,3 Hào dốc, khi tiếp giáp trên mặt bằng 1,4 ÷ 1,6 Chọn Kd= 1,2.
Ltt=
0 0
i H H − c
.Kd = 2620,06−70.1,2= 3840 m;
Vậy chiều dài hào trong là 3840m.
4.2.2.3. Góc nghiêng thành hào
Đất đá mỏ thuộc loại ổn định có độ bền cơ lý cao nên ta chọn góc nghiêng thành hào bằng góc nghiêng sườn tầng công tác ( α = 700).
4.2.2.4. Số lần đổi hướng của tuyến đường nđ
nđ =
m tt
L
L - 1 = 7173840,5 - 1 = 4,4 ⇒ Chọn nđ = 5
Lm : chiều dài trung bình theo đường phương của khai trường, Lm=717,5 m;
4.2.2.5. Bán kính nhỏ nhất của đoạn đường cong, Rmin
Bán kính cong nhỏ nhất của tuyến đường được xác định theo công thức:
Rmin= ( d in)
V ϕ ± 127
2
, m; (4.4)
Trong đó:
V: tốc độ của xe chạy trên đoạn đường cong, V = 20 km/h;
ϕd: hệ số bám dính của lốp xe với mặt đuờng, ϕd= 0,16(khi mặt đường ẩm);
in: độ dốc ngang của đường, in = 4 %;
Thay số vào ta được: Rmin =
) 04 , 0 16 , 0 .(
127 202
+ = 16 m.
4.2.2.6. Kích thước phần mở rộng bụng đường
Tại đoạn đường vòng, nền đường được nới rộng ra và được xác định theo công thức:
R
V R
E l2 0,1. +
= , m; (4.5)
Trong đó:
l: khoảng cách từ thanh chắn trước đến trục sau của ô tô, l = 7,5 m;
(Xe Bela-540A)
R: bán kính cong của đường, R = 16 m;
V: tốc độ xe chạy trên đoạn cong, V =20 km/h;
Thay vào ta có : E = 7,52 +0,1.20 = 4 m.
Vậy chiều rộng của tuyến đường chỗ đoạn cong là:
Bc = B + E = 19 + 4 = 23 m.
4.2.3. Vị trí kích thước hào chuẩn bị
Hào chuẩn bị là hào nhằm tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên cho mỗi tầng khoáng sản. Hào chuẩn bị được đào dưới dạng hào hoàn chỉnh, bám vách vỉa.
Mở vỉa bằng hào bám vách có những ưu điểm sau:
+ Dự trữ sản xuất lớn, hệ số bóc trong thời kỳ sản xuất nhỏ.
+ Chất lượng quặng khai thác tốt hơn do đới tổn thất và làm nghèo quặng nhỏ hơn so với mở vỉa ở phía trụ.
Nhược điểm của nó là khối lượng xây dựng cơ bản có lớn hơn khi mở vỉa trong khu vỉa.
4.2.3.1. Chiều rộng đáy hào chuẩn bị
Chiều rộng đáy hào chuẩn bị được xác định theo thông số của thiết bị tham gia đào hào và sơ đồ nhận tải của ôtô . Với sơ đồ nhận tải của ôtô là quay đảo chiều thì chiều rộng của đáy hào chuẩn bị được xác định theo công thức sau :
Lxe Rxe
0,5Bxe
m m
Hình 4.2. Sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào chuẩn bị khi vận tải bằng xe ôtô
Bcb= Rxe+ 0,5.( Bxe+ Lxe)+ 2.m , m; (4.6) Trong đó:
Rxe: bán kính vòng nhỏ nhất của ô tô, Rxe= 8,3 m ( Belaz- 540A);
Bxe: chiều rộng của ô tô, Bxe= 4,46m ( Belaz- 540A);
Lxe: chiều dài ô tô, La= 7,11m (Belaz- 540A);
m: khoảng cách nhỏ nhất giữa ô tô và mép dưới của bờ hào, m= 2m;
Bcb= 8,3 + 0,5.( 4,46)+7,11+ 2.2 = 21,64 m.
Theo điều kiện xúc của máy xúc : để đảm bảo cho máy xúc hoạt động hiệu quả thì Bcb ≤ 2Rxt. Với máy xúc PC- 400-6 thì Rxt = 12,35 m;
Ta có: Bcb ≤ 24,7 m Vậy chọn : Bcb = 22 m.
Để đảm bảo cho máy xúc, ô tô làm việc an toàn, chọn Bcb= 22 m.
4.2.3.2. Độ dốc dọc tuyến hào chuẩn bị
Để đảm bảo điều kiện thoát nước tốt cho tuyến hào icb= 0,3%.
4.2.3. Hào dốc
4.2.3.1. Độ dốc đáy hào, id
Hào dốc có nhiệm vụ tạo lối thông từ tầng này sang tầng khác và có chức năng mở tầng. Độ dốc của hào lấy theo khả năng vượt dốc của thiết bị vận tải khi có tải i
d= 6%.
4.2.3.2. Chiều dài hào dốc, Ld
Chiều dài đáy hào dốc được xác định theo công thức sau:
Ld=
d t
i
H = 012,06= 200 , m;
Trong đó: Ht: chiều cao tầng, Ht= 12m;
id: độ dốc dọc của hào dốc, id= 6%;
4.2.3.3. Chiều rộng đáy hào dốc, Bd
Chiều rộng đáy hào được lấy theo điều kiện làm việc của thiết bị đào hào.
Thông thường chiều rộng đáy hào dốc được lấy bằng chiều rộng của đáy hào chuẩn bị,
Bd= 22 m.
A A
B
B
L
d i
d
A - A
Bd
B - B
700
Hinh 4.3. Sơ đồ xác định các thông số của hào dốc.