2.3. THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC MỎ
2.3.2. Hệ thống thoát nước tự chảy
Khai trường khai thác của mỏ hiện nay đều nằm dưới mức thoát nước tự chảy là mức +280. Do vậy để thoát nước cho tầng thoát nước tự chảy của mỏ ta thực hiện thoát nước thông qua hệ thống mương suối khu mỏ gồm có suối Toòng Gianh ở khu vực phía bắc bãi thải vách và suối Toòng Già ở khu vực bờ trụ phía nam.
Để thoát nước cho khu vực này ta tiến hành đào đắp các rãnh thoát nước xung quanh diện tích hứng nước rồi hướng nước tập trung vào khu vực sông suối ngoài khai trường để xử lý và thoát ra ngoài khu vực mỏ khai thác mỏ khai thác.
Rãnh thoát nước được đào đắp bằng máy xúc thủy lực gầu ngược và kết hợp với máy gạt D7R nhằm gia cố và lèn chặt bờ mương. Tùy và địa hình mà đoạn rãnh đi qua ta thiết kế vị trí rãnh cũng nhưng đào đắp cụ thể hợp lý nhất cho mỏ.
1. Phương án thoát nước tự chảy
Phương án 1: gồm có 3 khu rãnh thoát nước chủ yếu
Khu 1: (Được thể hiện bằng các đoạn màu xanh dương) Đường rãnh thoát nước tập trung nước về suối Toòng Gianh khu vực bãi thải phía bắc. Khu vực này bao gồm các đoạn rãnh sau:
+ Đoạn 1: rãnh nằm trên bờ vách của vỉa ở mức +280, bắt đầu từ khu vực hồ chứa nước nằm ở đoạn ngăn cách giữa khai trường vỉa 4 và vỉa 9 chạy dọc theo tầng +280 ra suối Toòng Gianh.
+ Đoạn 2: nằm ở bờ trụ của vỉa ở mức +280, bắt đầu từ đoạn phân cách với mương thoát nước của bơm thoát nước cưỡng bức phía bờ trụ chạy dọc theo tầng +280 lên phía bắc và thoát ra suối Toòng Gianh.
+ Đoạn 3: toàn bộ đường rãnh thoát nước dùng để thoát nước cho khu vực bãi thải phía bắc (trừ đoạn rãnh phía đông của chân bãi thải) gồm các đoạn rãnh bố trí trên các tầng chính của bãi thải và khu vực chân bãi thải.
Khu 2: (Được thể hiện bằng đường màu vàng) Đường rãnh thoát nước ở khu vực này tập trung thải nước xuống khu vực suối Toòng Già phía nam của khai trường gần bãi thải Nà Đươi. Nó bao gồm các đoạn mương thoát nước sau:
+ Đoạn 1: Bắt nguồn từ chân tầng phía Đông của bãi thải phía Bắc chạy theo các tầng mức +308 và mữa +302 và được ghép nối với đoạn rãnh thu nước phía sát biên giới sử dụng đất của mỏ khu vực phía Đông bắc của khai trường rồi cho chảy qua suối Pò Sáy ở phải đông của vách vỉa 4, sau đó đoạn rãnh này được thiết kế đi vòng qua biên giới vỉa 4 và vỉa 9 rồi chạy dọc theo tầng +280 xuống phía nam để đổ vào
suối Toòng Già.
+ Đoạn 2: Bắt đầu từ đường phân thủy mức + 288 ở sau khu vực nhà máy nhiệt điện Na Dương chạy theo tầng +287 đi qua khu vực phía Đông Bắc phân xưởng cơ điện và chảy vào khu vực suối Toòng Già.
+ Đoạn 3: Xung quanh khu vực đồi núi phía bắc của suối Toòng Già.
Khu 3: (được thể hiện bằng các đường màu đỏ) Là hệ thống đường rãnh thu nước quanh khu vực phía Tây và Tây Bắc của nhà máy nhiệt điện Na Dương. Rãnh thoát nước tập trung nước và thu nước về khu vực hồ xử lý nước thải nằm về phía tây.
Phương án 2: Gồm có 3 khu rãnh thoát nước chủ yếu
Khu 1: (Được thể hiện bằng các đoạn màu xanh dương) Đường rãnh thoát nước tập trung nước về suối Toòng Gianh khu vực bãi thải phía bắc. Khu vực này bao gồm các đoạn rãnh sau:
+ Đoạn 1: rãnh nằm trên bờ vách của vỉa ở mức +280, bắt đầu từ khu vực hồ chứa nước nằm ở đoạn ngăn cách giữa khai trường vỉa 4 và vỉa 9 chạy dọc theo tầng +280 ra suối Toòng Gianh.
+ Đoạn 2: nằm ở bờ trụ của vỉa ở mức +280, bắt đầu từ đoạn phân cách với mương thoát nước của bơm thoát nước cưỡng bức phía bờ trụ chạy dọc theo tầng +280 lên phía bắc và thoát ra suối Toòng Gianh.
+ Đoạn 3: toàn bộ đường rãnh thoát nước dùng để thoát nước cho khu vực bãi thải phía bắc gồm các đoạn rãnh bố trí trên các tầng chính của bãi thải và khu vực chân bãi thải.
Khu 2: (Được thể hiện bằng đường màu vàng) Đường rãnh thoát nước ở khu vực này tập trung thải nước xuống khu vực suối Toòng Già phía nam của khai trường gần bãi thải Nà Đươi. Nó bao gồm các đoạn mương thoát nước sau:
+ Đoạn 1: Bắt đầu từ đường phân thủy mức + 288 ở sau khu vực nhà máy nhiệt điện Na Dương chạy theo tầng +287 đi qua khu vực phía Đông Bắc phân xưởng cơ điện và chảy vào khu vực suối Toòng Già.
+ Đoạn 2: Bắt đầu từ khu vực phía nam của hồ chứa nước đoạn phân cách giưa khai trường vỉa 4 và khai trường vỉa 9 sau đó đoạn rãnh này chạy xung quanh khu vực đồi núi phía bắc của suối Toòng Già ở mức + 287 để thu nước thải về khu vực suối Toòng Già.
Khu 3: (Được thể hiện bằng các đường màu đỏ) Là hệ thống đường rãnh thu nước quanh khu vực phía Tây và Tây Bắc của nhà máy nhiệt điện Na Dương. Đây là khu vực gần với hồ xử lý nước thải được bơm lên từ đáy mỏ. Nước từ các rãnh tập trung và cho chảy vào hồ xử lý nước thải.
Thi t k h th ng thoát nế ế ệ ố ướ ực t ch yả
Trong quá trính xây d ng mự ương thoát nước ta có th s d ng nhi u l iể ử ụ ề ạ mương rãnh thoát nước khác nhau: lo i có ti t di n hình thang, lo i có ti t di nạ ế ệ ạ ế ệ hình ch nh t ho c là lo i có ti t di n hình tam giác. Nh ng th c t đã ch ngữ ậ ặ ạ ế ệ ư ự ế ứ minh r ng vi c s d ng l i mằ ệ ử ụ ạ ương có ti t di n hình thang mang l i nhi u uế ệ ạ ề ư đi m vể ượt tr i so v i nh ng lo i mộ ớ ữ ạ ương khác. Do v y đ thoát nậ ể ướ ực t ch y choả m ta s d ng lo i mỏ ử ụ ạ ương có ti t di n hình thang.ế ệ
2. Tính toán thông s c a các đo n rãnh.ố ủ ạ
+ H th ng mệ ố ương thoát nước khu v c su i Toòng Gianhự ố
Do ph i thoát nả ước trên m t khu v c r ng và là khu v c quan tr ng c aộ ự ộ ự ọ ủ m nên h th ng thoát nỏ ệ ố ước c a khu v c mủ ự ương thoát nướ ực t ch y khu v cả ự phía su i Toòng Gianh là khá quan tr ng.ố ọ
a. Tính toán các thông s c a tuy n mố ủ ế ương
+ T ng chi u dài tuy n mổ ề ế ương được đo vẽ trên trên b n đ là Lả ồ m, m.
+ Đ d c c a tuy n mộ ố ủ ế ương.
Do đ a hình c a m thay đ i liên t c nên đ d c c a tuy n mị ủ ỏ ổ ụ ộ ố ủ ế ương c a ph i thayủ ả đ i cho phù h p. Nên đ đ m b o dòng ch y trên toàn b chi u dài đo nổ ợ ể ả ả ả ộ ề ạ mương ta ch n đ d c trung bình c a mọ ộ ố ủ ương là 2%.
+ Lượng nước m a mà mư ương c n ph i thoát trong 1 ngày đêm đầ ả ược tính theo công th c sau:ứ
Q= Amax.F. .α η Trong đó:
F: di n tích h ng m a c a khu v c mệ ứ ư ủ ự 2;
Amax: Vũ lượng m a l n nh t, Aư ớ ấ max = 0,238 m/ngđ;
: H s ch y m t ph thu c và đ d c b m =0,7;
α ệ ố ả ặ ụ ộ ộ ố ờ ỏ α
: h s đi u ch nh dòng ch y ph thu c vào đ che ph b m t =0,8.
η ệ ố ề ỉ ả ụ ộ ộ ủ ề ặ η
Căn c vào lứ ượng nướ ầc c n thoát trong m t ngày đêm v a tính ta ch n sộ ừ ọ ơ b theo kinh nghi m các thông s c a mộ ệ ố ủ ương nh sau:ư
b: chi u r ng m t mề ộ ặ ương, m;
a: chi u r ng đáy mề ộ ương, m;
ho: chi u cao dòng nề ước ch y trong rãnh, m; ả h: chi u cao c a rãnh, m.ề ủ
T các thông s trên ta tính các thông s th y l c c a rãnh.ừ ố ố ủ ự ủ + Ti t di n nế ệ ước ch y:ả
= (b+m.h ω 0).h0
Trong đó: m: h s mái d c c a rãnh m=ệ ố ố ủ
m1= ; m2= (ch n aọ 1= a2= a, và h1 = h2 = h0) v y m = ậ + Bán kính th y l c:ủ ự
= b +m’.h
χ 0
Trong đó: m’= +
+ Chu vi ướ ủt c a đo n mạ ương:
R=
+ V n t c c a dòng nậ ố ủ ước lòng mương:
V=. R0,5+y.
Trong đó:
n: h s nhám lòng rãnh, v i cách ra c rãnh b ng bê tông lo i trung bìnhệ ố ớ ố ằ ạ ta có n=0,014;
R: chu vi ướ ủt c a đo n mạ ương;
y: h sô lũy th a c a công th c Sêzi, ch n theo b ng 13-1 Giáo trình thi tệ ừ ủ ứ ọ ả ế k m l thiên ta đế ỏ ộ ược y=1/6.
+ L u lư ượng nướ ủc c a mương:
Qm=v. ω Kh i lố ượng đ t đá ph i đào đ pấ ả ắ
Do ph n l n các đo n rãnh trên khu v c đ u đầ ớ ạ ự ề ược đào trong đ t nên coiấ nh ta ch tính ph n đào rãnh mà không tính toán s lư ỉ ầ ố ượng đ p rãnh.ắ
V y ta có t ng kh i lậ ổ ố ượng đ t đá ph i đào trong khi xây d ng mấ ả ự ương được tính theo công th c sau:ứ
Vđ = L.
b. K t c u mế ấ ương
- Do s quan tr ng c a đo n rãnh thoát nự ọ ủ ạ ước trên và vi c s d ng chúngệ ử ụ m t cách lâu dài nên mộ ương được gia c b ng cách đ bê tông lo i trungố ằ ổ ạ bình.
B ng II.2 T ng h p các thông s c a tuy n mả ổ ợ ố ủ ế ương thoát nước lên su i Toòng Gianhố
TT Thông số Kí
hi uệ Đ n vơ ị
Kh i lố ượng Phương án
1 Phương án 2 1 T ng chi u dài đo n ổ ề ạ
mương Lm m 14240 15360
2 Đ d c mộ ố ương i % 2 2
3 Di n tích h ng m a c a ệ ứ ư ủ
khu v cự F m2 15018350 16018346
4 Lượng nướ ầc c n thoát
trong m t ngày đêmộ Q m3/ngđ 2001645 2134925
5 Chi u r ng m t mề ộ ặ ương b m 2 2
6 Chi u r ng đáy mề ộ ương a m 1,5 1,5
7 Chi u cao ròng nề ước
trong rãnh ho m 1 1
8 Chi u cao rãnhề h m 1,5 1,5
9 Ti t di n nế ệ ước ch yả ω 3,5 3,5
10 H s mái d c c a rãnhệ ố ố ủ m 1,5 1,5
11 Bán kính th y l củ ự χ 5,6 5,6
12 Chu vi ướ ủt c a đo n ạ
mương R 0,625 0,625
13 V n t c nậ ố ước trong lòng
mương v m/s 7,4 7,4
14 L u lư ượng nướ ủc c a
mương Qm m3/s 27 27
15 Kh i lố ượng đào đ pắ Vđ m3 37380 41029
16 K t c u mế ấ ương Bê tông
trung bình
=0,014 η
Bê tông trung bình
=0,014 η
+H th ng mệ ố ương thoát nước khu v c su i Toòng Giàự ố
a. Tính toán các thông s c a tuy n mố ủ ế ương
+ T ng chi u dài tuy n mổ ề ế ương được đo vẽ trên trên b n đ là Lả ồ m (m).
+ Đ d c c a tuy n mộ ố ủ ế ương.
Do đ a hình c a m thay đ i liên t c nên đ d c c a tuy n mị ủ ỏ ổ ụ ộ ố ủ ế ương c aủ ph i thay đ i cho phù h p. Nên đ đ m b o dòng ch y trên toàn b chi u dàiả ổ ợ ể ả ả ả ộ ề đo n mạ ương ta ch n đ d c trung bình c a mọ ộ ố ủ ương là 2%.
+ Lượng nước m a mà mư ương c n ph i thoát trong 1 ngày đêm đầ ả ược tính theo công th c sau:ứ
Q= Amax.F. .α η Trong đó:
F: di n tích h ng m a c a khu v c, mệ ứ ư ủ ự 2;
Amax: Vũ lượng m a l n nh t, Aư ớ ấ max = 0,238 m/ngđ;
: H s ch y m t ph thu c và đ d c b m =0,7;
α ệ ố ả ặ ụ ộ ộ ố ờ ỏ α
: h s đi u ch nh dòng ch y ph thu c vào đ che ph b m t =0,8.
η ệ ố ề ỉ ả ụ ộ ộ ủ ề ặ η
Căn c vào lứ ượng nướ ầc c n thoát trong m t ngày đêm v a tính ta ch n sộ ừ ọ ơ b theo kinh nghi m các thông s c a mộ ệ ố ủ ương nh sau:ư
b: chi u r ng m t mề ộ ặ ương, m;
a: chi u r ng đáy mề ộ ương, m;
ho: chi u cao dòng nề ước ch y trong rãnh, m; ả h: chi u cao c a rãnh, m.ề ủ
i: đ d c trung bình c a đo n mộ ố ủ ạ ương, i=2%
T các thông s trên ta tính các thông s th y l c c a rãnh.ừ ố ố ủ ự ủ + Ti t di n nế ệ ước ch y:ả
= (b+m.h ω 0).h0
Trong đó: m: h s mái d c c a rãnh ệ ố ố ủ m =
m1= ; m2= (ch n aọ 1= a2= a, và h1 = h2 = h) v y m = ậ + Bán kính th y l c:ủ ự
= b +m’.h
χ 0
Trong đó: m’= +
+ Chu vi ướ ủt c a đo n mạ ương:
R=
+ V n t c c a dòng nậ ố ủ ước lòng mương:
V=. R0,5+y.
Trong đó:
n: h s nhám lòng rãnh, v i cách ra c rãnh b ng bê tông lo i trung bìnhệ ố ớ ố ằ ạ ta có n=0,014;
R: chu vi ướ ủt c a đo n mạ ương;
y: h sô lũy th a c a công th c Sêzi, ch n theo b ng 13-1 Giáo trình thi tệ ừ ủ ứ ọ ả ế k m l thiên ta đế ỏ ộ ược y=1/6.
+ L u lư ượng nướ ủc c a mương:
Qm= v.ω
b. Kh i lố ượng đ t đá ph i đào đ pấ ả ắ
Do ph n l n các đo n rãnh trên khu v c đ u đầ ớ ạ ự ề ược đào trong đ t nên coiấ nh ta ch tính ph n đào rãnh mà không tính toán s lư ỉ ầ ố ượng đ p rãnh.ắ
V y ta có t ng kh i lậ ổ ố ượng đ t đá ph i đào trong khi xây d ng mấ ả ự ương được tính theo công th c sau:ứ
Vđ = L. (m3)
c. K t c u mế ấ ương
Do đây cũng là khu v c quan tr ng đ thoát nự ọ ể ước cho m vì v y v n sỏ ậ ẫ ử d ng k t c u bê tông đ gia c thêm mụ ế ấ ể ố ương thoát nước.
B ng II.3 T ng h p các thông s c a tuy n mả ổ ợ ố ủ ế ương thoát nước xu ng su i Toòng Giàố ố
TT Thông số Kí
hi uệ Đ n vơ ị Kh i lố ượng Phương án
1 Phương án 2 1 T ng chi u dài đo n ổ ề ạ
mương Lm m 10748 6332
2 Đ d c mộ ố ương i % 2 2
3 Di n tích h ng m a c a ệ ứ ư ủ
khu v cự F m2 13101149 9088588
4 Lượng nướ ầc c n thoát
trong m t ngày đêmộ Q m3/ngđ 1746121 1384374
5 Chi u r ng m t mề ộ ặ ương b m 2 2
6 Chi u r ng đáy mề ộ ương a m 1 1
7 Chi u cao ròng nề ước
trong rãnh ho m 1 1
8 Chi u cao rãnhề h m 1,5 1,5
9 Ti t di n nế ệ ước ch yả ω 3 3
10 H s mái d c c a rãnhệ ố ố ủ m 1 1
11 Bán kính th y l củ ự χ 4,8 4,8
12 Chu vi ướ ủt c a đo n ạ
mương R 0,625 0,625
13 V n t c nậ ố ước trong lòng
mương v m/s 7,4 7,4
14 L u lư ượng nướ ủc c a
mương Qm m3/s 22 22
15 Kh i lố ượng đào đ pắ Vđ m3 24183 14247
16 K t c u mế ấ ương
Bê tông trung bình
=0,014 η
Bê tông trung bình
=0,014 η
+ H th ng mệ ố ương thoát nướ ực t ch y khu v c h x lý nả ự ồ ử ước th i c a m .ả ủ ỏ
a. Tính toán các thông s c a tuy n mố ủ ế ương.
+ Chi u dài tuy n mề ế ương: L=6072 m.
+ Đ d c tuy n mộ ố ế ương: ch n đ d c tuy n mọ ộ ố ế ương i=2%
+ Lượng nướ ầc c n thoát trong m t ngày đêm ộ Q= Amax.F. .α η
Trong đó:
F: di n tích h ng m a c a khu v c F=1241688 mệ ứ ư ủ ự 2; Amax: Vũ lượng m a l n nh t Aư ớ ấ max=0,238 m/ngđ;
: H s ch y m t ph thu c và đ d c b m =0,7;
α ệ ố ả ặ ụ ộ ộ ố ờ ỏ α
: h s đi u ch nh dòng ch y ph thu c vào đ che ph b m t =0,8.
η ệ ố ề ỉ ả ụ ộ ộ ủ ề ặ η
Thay vào công th c ta đứ ược: Q=0,238 .1241688.0,7.0,8= 165492 m3/ngđ=1.9 m3/s
Căn c vào lứ ượng nướ ầc c n thoát trong m t ngày đêm v a tính ta ch n sộ ừ ọ ơ b theo kinh nghi m các thông s c a mộ ệ ố ủ ương nh sau:ư
b: chi u r ng m t mề ộ ặ ương, b=1 m;
a: chi u r ng đáy mề ộ ương, a=0,5 m;
ho: chi u cao dòng nề ước ch y trong rãnh, ho=0,5 m; ả h: chi u cao c a rãnh, h=1m.ề ủ
i: đ d c trung bình c a đo n mộ ố ủ ạ ương, i=2%
T các thông s trên ta tính các thông s th y l c c a rãnh.ừ ố ố ủ ự ủ + Ti t di n nế ệ ước ch y:ả
= (b+m.h ω 0).h0
Trong đó: m: h s mái d c c a rãnh m=1ệ ố ố ủ V y =(1+1.0,5).1=1,5ậ ω
+ Bán kính th y l c:ủ ự
= b +m’.h
χ 0
Trong đó: m’= +
V y thay s vào ta đậ ố ượ χc = 2,4 + Chu vi ướ ủt c a đo n mạ ương:
R= = =0,42 + V n t c c a dòng nậ ố ủ ước lòng mương:
V=. R0,5+y.
Trong đó:
n: h s nhám lòng rãnh, v i cách ra c rãnh b ng bê tông lo i trung bìnhệ ố ớ ố ằ ạ ta có n=0,014;
R: chu vi ướ ủt c a đo n mạ ương;
y: h sô lũy th a c a công th c Sêzi, ch n theo b ng 13-1 Giáo trình thi tệ ừ ủ ứ ọ ả ế k m l thiên ta đế ỏ ộ ược y=1/6.
Thay s vào ta đố ược v=5,5 m/s.
+ L u lư ượng nướ ủc c a mương: Qm=v. = 5,5.1,5ω 8,25 m3/s
Ta th y Q =1,9 mấ 3/s<Qm=8,25 m3/s nh v y các thông s đã ch n là hoànư ậ ố ọ toàn th a mãn.ỏ
b. Kh i lố ượng đ t đá ph i đào đ pấ ả ắ
Do ph n l n các đo n rãnh trên khu v c đ u đầ ớ ạ ự ề ược đào trong đ t nên coiấ nh ta ch tính ph n đào rãnh mà không tính toán s lư ỉ ầ ố ượng đ p rãnh.ắ
V y ta có t ng kh i lậ ổ ố ượng đ t đá ph i đào trong khi xây d ng mấ ả ự ương được tính theo công th c sau:ứ
Vđ = L. = 6072. =4554 m3.
B ng II.4 T ng h p các thông s c a tuy n m ng phía g n khu v c h x lý n cả ổ ợ ố ủ ế ươ ầ ự ồ ử ướ th iả
TT Thông số Kí
hi uệ Đ n vơ ị Kh i lố ượng Phương án
1 Phương án 2
1 T ng chi u dài đo n ổ ề ạ
mương Lm m 6072 6072
2 Đ d c mộ ố ương i % 2 2
3 Di n tích h ng m a c a ệ ứ ư ủ
khu v cự F m2 1241688 1241688
4 Lượng nướ ầc c n thoát
trong m t ngày đêmộ Q m3/ngđ 165492 165492
5 Chi u r ng m t mề ộ ặ ương b m 1 1
6 Chi u r ng đáy mề ộ ương a m 0,5 0,5
7 Chi u cao ròng nề ước
trong rãnh ho m 0,5 0,5
8 Chi u cao rãnhề h m 1 1
9 Ti t di n nế ệ ước ch yả ω 1,5 1,5
10 H s mái d c c a rãnhệ ố ố ủ m 1 1
11 Bán kính th y l củ ự χ 2,4 2,4
12 Chu vi ướ ủt c a đo n ạ
mương R 0,42 0,42
13 V n t c nậ ố ước trong lòng
mương v m/s 5,5 5,5
14 L u lư ượng nướ ủc c a
mương Qm m3/s 8,25 8,25
15 Kh i lố ượng đào đ pắ Vđ m3 4554 4554
16 K t c u mế ấ ương Bê tông
trung bình
=0,014 η
Bê tông trung bình
=0,014 η
CHƯƠNG 3
KINH T THOÁT NẾ ƯỚC MỎ
Là m t khâu quan tr ng trong dây chuy n công ngh m , thoát nộ ọ ề ệ ỏ ước mỏ đòi h i chi phí hàng năm đ đào đ p mỏ ể ắ ương m i, n o vét mớ ạ ương cũ, nhân công cùng nguyên li u ph c v cho công tác thoát nệ ụ ụ ước m , đ m b o s n lỏ ả ả ả ượng than tương đ i n đ nh trong các tháng khi đi u hành s n xu t.ố ổ ị ề ả ấ