Xác định thời gian tồn tại mỏ

Trên cơ sở trữ lượng khai thác trong biên giới mỏ xem bảng 6.1 và sản lượng mỏ tính toán ở trên. Ta tiến hành xác định thời gian tồn tại của mỏ.

* Thời gian XDCB:

Tcb =

Vs

H

(năm) (6.9) Trong đó:

Vs: tốc độ xuống sâu mỏ, Vs = 11 m/năm. H = H0 – H1 = 2 – (–68) = 70 m.

Với : H0 – Độ cao mở vỉa, H0 = + 2 m

H1 – Độ sâu khi đạt sản lượng thiết kế, H1 = - 68 m. Thay các giá trị trên vào công thức (6.9), ta có:

Tcb = 1 1 70 = 6,36 (năm). Lấy Tcb = 6 năm.

* Thời gian khai thác.

Thời gian khai thác được chia làm 2 giai đoạn.

- Giai đoạn 1: Trong năm đầu khai thác với sản lượng 2,33 triệu tấn, từ năm khai thác thứ 2 tới năm khai thác thứ 7 đạt công suất thiết kế 5 triệu tấn/năm. - Giai đoạn 2: Công suất thiết kế 10 triệu tấn/năm kéo dài 29 năm (từ năm thứ 8 đến năm thứ 36); sau đó 8 năm tiếp theo giảm xuống dưới 10 triệu tấn/năm (từ năm thứ 37 đến khi kết thúc khai thác).

Dự tính thời gian đóng cửa mỏ (Tđm) là 2 năm.

Vậy thời gian khai thác trong tính toán là Tkt = 44 năm. * Thời gian tồn tại mỏ.

Tm = Tcb + Tkt + Tđm, (năm) Trong đó:

Tcb – Thời gian xây dựng cơ bản, Tcb = 4 năm. Tkt – Thời gian khai thác, Tkt = 44 năm.

Tđm – Thời gian đóng của mỏ, Tđm = 2 năm. Thay các giá trị trên vào công thức (6.9) ta có: Tm = 6+ 44 + 2 = 52, năm.

Bảng 6.1: Khối lượng quặng và đất đá bóc theo độ sâu.

Độ sâu

Khối lượng theo tầng Khối lượng theo lũy tiến Quặng (103tấn) Đất đá (10 3 m3) Quặng (103tấn) Đất đá (10 3 m3) +2 - 19 884,7 - 19884,7 -10 2,4 58 294,1 2,4 78 178,8 -22 178,9 53 881,2 181,3 132 060,0 -34 609,9 49 765,0 790,3 181 825,0 -46 1 024,3 45 796,8 1 814,6 227 621,8 -58 2 099,6 41 789,9 3913,6 269 411,7 -70 4 757,5 37 480,3 8 671,1 306 892,0 -100 24 187,1 72 647,0 32 858,2 379 539,0 -130 36 165,5 55 324,1 69 023,7 434 863,1 -160 36 692,5 46 268,9 105 716,2 481 132,0 -190 39 925,6 37 952,7 145 641,8 519 084,7 -220 39 001,6 30 835,1 184 643,4 549 919,8 -250 35 774,1 25 301,1 220 417,5 575 220,9 -280 30 634,2 21 118,2 251 051,7 596 339,1 -310 25 266,7 17 412,8 276 318,4 613,751,9 -340 22 585,2 13 339,6 298 903,6 627 091,5 -370 19 196,1 9 082,1 318 099,7 636 173,6 -400 14 026,1 6 488,5 332 125,8 642 662,1 -430 11 673,8 4 513,6 343 799,6 647 175,7 -460 9 442,7 2 457,2 353 242,3 649 632,9 -490 8 399,7 1 268,4 361 642,0 650 883,3 -520 6 162,0 357,5 367 804,0 651 240,8 -550 2 095,2 139,9 369 899,2 651 380,7

CHƯƠNG 7

CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ ĐỂ XÚC BỐC 7.1. Phương pháp chuẩn bị đất đá xúc bốc.

Trong điều kiện khai thác mỏ sắt Thạch Khê, trừ các loại đất mềm (cát, sét) có thể xúc bốc trực tiếp còn lại đá cứng và quặng có hệ số độ kiên cố f = 7  13, quặng có f = 9  12 (phân loại đất đá theo hệ số độ kiên cố của GS. M.M. Protodiakonov).Vì vậy lựa chọn phương pháp khoan nổ mìn trước khi xúc bốc đất đá. Đối với công tác khoan nổ mìn phải đảm bảo yêu cầu sau:

- Hình dạng, kích thước đống đá nổ mìn và cỡ hạt phải phù hợp với khả

năng làm việc của thiết bị xúc bốc và vận tải.

- Cung cấp đủ đá tơi cho thiết bị xúc bốc làm việc liên tục, đạt hiệu quả cao

và an toàn trong công tác khoan nổ, khai thác.

- Đảm bảo hình dạng thiết kế: góc nghiêng sườn tầng, độ ổn định của tầng,

tạo điều kiện thuận lợi cho công tác khoan nạp nổ mìn tầng tiếp theo.

- Giảm tối đa sóng chấn động, đá văng, hạn chế tới mức thấp nhất khí độc

sinh ra khi nổ mìn, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị…

7.2. Xác định yêu cầu và khả năng đập vỡ đất đá.

Chất lượng của công tác khoan nổ mìn được đánh giá qua các chỉ tiêu đảm

bảo khối lượng đất đá cho máy xúc làm việc có năng suất. Tỷ lệ đá quá cỡ và phá mô chân tầng cho phép phải nhỏ hơn 10% so với nổ mìn lần thứ nhất, mức độ đập vỡ đồng đều đảm bảo cho khâu xúc bốc, vận tải làm việc thuận lợi, độ văng xa nằm trong bán kính an toàn. Cục đá sau nổ mìn phù hợp với khâu tuyển, thiết bị vận tải và thiết bị xúc bốc.

* Theo điều kiện xúc:

dcp ≤ 0,753 E (m) (7.1) Trong đó:

d – đường kính cỡ đá sau nổ mìn, mm. E – dung tích gầu xúc, m3.

Với máy xúc PC1250LC -7 có dung tích gầu 5,2 m3 xúc đất đá trong giai đoạn 1 Thay vào công thức (7.1), ta có:

dcp ≤ 0,75 3 5,2 = 1,3 (m) = 1300 (mm).

Với máy xúc ƎΚΓ-10 có dung tích gầu 10,5 m3 xúc đất đá trong giai đoạn 2. Thay vào công thức (7.1), ta có:

dcp ≤ 0,75310,5 = 1,6 (m) = 1600 (mm).

* Theo điều kiện vận tải:

Trong đó:

d – đường kính cỡ đá sau nổ mìn, mm. V – dung tích thùng xe ôtô, m3.

Với ôtô khung cứng CAT 773E có dung tích thùng V = 26,6 m3. Thay vào công thức (7.2), ta có:

dcp ≤ 0, 53 26,6 = 1,5(m) = 1500 (mm).

Với ôtô khung cứng CAT 777D có dung tích thùng V = 42,1 m3. Thay vào công thức (7.2), ta có:

dcp ≤ 0, 53 42,1 = 1,7(m) = 1700 (mm).

* Theo điều kiện cung cấp cho nhà máy tuyển:

Đối với quặng, yêu cầu dcp ≤ 1 m cấp cho khâu đập sơ cấp nhà máy tuyển. Vậy để công tác xúc bốc vận tải làm việc hiệu quả thì kích thước lớn nhất của cục đá sau nổ mìn có đường kính dcp ≤ 1300 mm, với quặng dcp ≤ 100 mm. Ngoài ra công tác khoan và nổ phải đảm bảo để lại mô chân tầng không vượt quá quy định cho phép.

7.3. Lựa chọn các thông số công nghệ khoan.

7.3.1. Lựa chọn phương pháp khoan.

Như đã trình bày ở trên, mức độ khó khoan của đất đá từ trung bình đến

khó khoan, yêu cầu cục đá sau nổ mìn có đường kính tương đối lớn (d ≤ 1300 mm). Để tăng năng suất máy khoan, ta chọn phương pháp khoan lỗ khoan đứng cho đất đá. Đối với quặng áp dụng lỗ khoan đứng chuẩn bị tầng mới và lỗ khoan nghiêng cho tầng quặng. Việc lựa chọn máy khoan được trình bày ở Chương 5. Thông số kỹ thuật máy khoan xem bảng 5.4; bảng 5.5 Chương 5.

7.3.2. Tính toán chế độ công nghệ khoan.

7.3.2.1. Tính toán chế độ công nghệ khoan đối với đất đá.

7.3.2.1.1. Áp lực dọc trục (Qm).

Căn cứ vào bảng 5.4 về thông số kỹ thuật máy khoan CБЩ - 250, áp lực dọc trục tối đa 30 tấn, khi khoan với điều kiện đất đá có độ kiên cố lớn f = 1113 thì phải giảm áp lực dọc trục mới đảm bảo được độ ổn định của máy khoan. Trong điều kiện thực tế khoan hợp lý cho quá trình thi công, chọn áp lực dọc trục trung bình Qm = 25 tấn.

7.3.2.1.2. Tốc độ khoan (Vk):

Dựa vào độ kiên cố của đất đá, tốc độ quay dụng cụ khoan, loại mũi khoan sử dụng, tốc độ khoan được xác định theo công thức:

Vk = k m d f n Q k    , (m/h) (7.3) Trong đó: k: hệ số khó khoan, chọn k = 1,1.

Qm: áp lực dọc trục, Qm = 25 tấn.

n: tốc độ quay đầu mũi khoan. Máy khoan CБЩ - 250 có n = 30 ÷ 120 v/phút, chọn n = 85 v/phút.

f: độ cứng trung bình đất đá, f = 7 ÷ 13. Tính toán sơ bộ chọn f = 12 d: đường kính lỗ khoan, d = 250 mm.

Thay các giá trị vào công thức (7.3), ta có: Vk = 250 12 85 25 1 , 1    = 12,3 (m/h).

7.3.3.3. Tính toán năng suất khoan, số lượng máy khoan * Năng suất ca:

Năng suất ca máy khoan tính theo công thức:

Qca = VkTkt, (m/ca) (7.4) Trong đó:

Vk – tốc độ khoan khoan, Vk = 12,3 m/h. T – thời gian trong 1 ca, T = 8 giờ.

kt – hệ số sử dụng thời gian. Lấy kt = 0,75. Thay các giá trị trên vào công thức (7.4) ta được:

Qca = 12,380,75 = 73,8 (m/ca).

* Năng suất ngày:

Một ngày làm 3 ca, năng suất ngày Qng = 3Qca = 373,8 = 221,4(m/ngày).

* Năng suất năm:

Một năm thiết bị khoan hoạt động 250 ngày, vậy năng suất năm: Qn = 250Qng = 221,4250 = 55 350 (m/năm).

* Xác định số máy khoan cần thiết:

Số máy khoan cần thiết phục vụ cho công tác khoan tính theo công thức: Nk = sd n ct k Q Q  , (cái) (7.5) Trong đó: ksd: Hệ số sử dụng lỗ khoan, ksd = 0,85.

Qn: Năng suất khoan máy khoan trong 1 năm, Qn = 55 350 m/năm. Qct: Năng suất cần thiết khoan trong 1 năm, m/năm.

Qct = i h yc k L . , (m/năm) (7.6) Với: kh.i – Hệ số tỷ lệ số mét khoan hữu ích sử dụng thực tế, kh.i = 0,9

Lyc– Số mét khoan yêu cầu cho 1 năm, m/năm. Được tính theo công thức: Lyc =

S V

, (m) (7.7) Trong đó:

khối lượng đất đá bốc V = 5 770 000 m3; trong giai đoạn 2, khối lượng đất đá bóc V = 11540000 m3. S: suất phá đá, (m3/m): S =     k l n b n W h a       1 , (m3/m) (7.8) Với: a – khoảng cách giữa 2 lỗ khoan, a = 9 m.

h – chiều cao tầng, h = 15 m.

Wct – đường kháng chân tầng, Wct = 9 m.

b – khoảng cách giữa hai hàng lỗ khoan. Mạng ô vuông chọn a = b = 9 m lk – chiều sâu lỗ khoan, lk = 17,5 m.

n – số hàng trong bãi nổ, n = 4 hàng. Thay các giá trị vào công thức (7.8), ta có: S =     5 , 17 4 9 1 4 9 15 9       = 69 (m3/m).

Vậy, công thức (7.7) ta được số mét khoan yêu cầu hàng năm theo từng giai đoạn: + Giai đoạn 1: Lyc = 69 000 770 5 = 83 623 (m).

Thay giá trị trên vào công thức (7.6), ta được năng suất cần thiết khoan trong 1 năm: Qct = 9 , 0 623 83 = 92 914, m/năm.

Thay các giá trị tính toán trên vào công thức (7.5), ta có số máy khoan: + Trong giai đoạn 1: Nk =

0,85 350 55 914 92  = 1,97 (cái). Chọn Nk trong giai đoạn 1 là 2 (cái).

+ Trong giai 2: Vì số sản lượng mỏ giai đoạn 2 lớn gấp đôi sản lượng giai đoạn 1 nên khối lượng đất đá nổ mìn cũng tăng tương ứng. Vậy trong giai đoạn 2 số máy khoan cần thiết là 4 cái.

Cuối giai đoạn 1, phải chuẩn bị 2 máy khoan để đảm bảo tính toán thiết kế, đồng thời việc chuẩn bị đó còn tính đến năng suất sử dụng của 2 máy khoan đã dùng trong giai đoạn 1. Trong trường hợp 2 máy khoan trong giai đoạn 1 có thể hư hỏng hoặc đạt năng suất thấp cần tính toán có thể mua thêm thay thế, dự trữ để đảm bảo mỏ hoạt động theo công suất thiết kế.

Để đáp ứng công tác kỹ thuật cũng như đảm bảo được năng suất máy khoan trong quá trình khai thác, ta phải lập hộ chiếu khoan. Quy trình lập họ chiếu khoan như sau:

– San gạt mặt bằng nền bãi cần khoan.

– Căn cứ vào độ cứng đất đá ở khu vực để bố trí mạng lỗ khoan phù hợp.

7.3.3. Tính toán chế độ công nghệ khoan quặng.

Tính toán chế độ công nghệ khoan, năng suất máy khoan, số lượng máy khoan tương tự tính cho công nghệ khoan đất đá trên (xem bảng 7.1).

Bảng 7.1: Thông số công nghệ khoan quặng.

TT Công nghệ khoan quặng Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Áp lực dọc trục Qm tấn 30

2 Tốc độ khoan Vk m/h 14,7

3 Năng suất ca Qca m/ca 88,2

4 Năng suất năm Qn m/năm 66 150

5 Số lượng Nk cái 2

7.4. Lựa chọn phương pháp nổ, phương tiện nổ, loại thuốc nổ.

7.4.1. Phương pháp nổ.

Tùy theo cấu trúc, lượng thuốc trong lỗ khoan và thời gian kích nổ lượng thuốc mà người ta phân ra các phương pháp mổ cơ bản sau:

+ Nổ mìn tập trung tức thời. + Nổ mìn phân đoạn.

+ Nổ mìn vi sai.

Trong số các phương pháp trên có phương pháp nổ mìn vi sai là áp dụng rộng rãi hiện nay vì nó đảm bảo cao các chỉ tiêu kỹ thuật khoan nổ. Nhìn chung, về mặt thực tế cũng như tính toán, phương pháp này ưu việt hơn 2 phương pháp còn lại. Do vậy chọn phương pháp nổ mìn vi sai. Trong điều kiện mỏ sắt Thạch Khê là mỏ kim loại do vậy để chống sét, rò rỉ điện, đảm bảo an toàn trong công tác nổ ta chọn phương pháp nổ mìn vi sai phi điện bằng kíp nổ vi sai phi điện cho cả quặng và đá.

Vậy lựa chọn phương pháp nổ mìn vi sai phi điện bằng kíp nổ vi sai phi điện cho quặng và đất đá mỏ sắt Thạch Khê.

7.4.2.Loại thuốc nổ.

Chọn loại thuốc nổ ANFO cho lỗ khoan khô và thuốc nỗ ANFO chịu nước cho lỗ khoan chứa nước. Các loại thuốc nổ này đều được Công ty Vật liệu nổ sản xuất. Thông số đặc tính thuốc nổ trình bày trong bảng 7.2.

Bảng 7.2: Đặc tính loại thuốc nổ.

TT Thông số thuốc nổ Đơn vị ANFO ANFO chịu nước

1 Mật độ rời kg/cm3 0,8 ÷ 0,9 0,85 ÷ 0,95

2 Khả năng sinh công cm3 320 ÷ 330 310

3 Sức công phá mm 15 ÷ 20 14

4 Tốc độ nổ km/s 4,1 ÷ 4,2 4,0 ÷ 4,1

5 Đ.kính cho phép tối thiểu mm 50 50

6 Khả năng chịu nước giờ 0 4,5 ÷ 5

7 Khả năng kích nổ - trung gian trung gian

8 Thời gian đảm bảo sử dụng tháng 3 3

7.4.3. Phương tiện nổ.

Phương pháp nổ mìn vi sai phi điện bằng dây dẫn tín hiệu nổ gồm có các phương tiện nổ sau:

* Kíp nổ:

Chọn kíp nổ vi sai phi điện, thời gian vi sai quy định với hệ thống truyền tín hiệu nổ trong lỗ khoan (LLHD).

* Dây truyền tín hiệu nổ:

- Hệ thống dây truyền tín hiệu nổ sơ cấp (LIL). - Hệ thống dây truyền tín hiệu nổ trên mặt (TLD).

- Hệ thống dây truyền tín hiệu nổ trong lỗ khoan (LLHD).

Lựa chọn các thông số hệ thống dây dẫn tín hiệu nổ phải phù hợp với thông số nổ mìn mạng lỗ khoan trong mỏ. Thông số hệ thống dây truyền tín hiệu nổ xem bảng 7.3.

Bảng 7.3: Thông số hệ thống dây truyền tín hiệu nổ.

TT Thông số Đơn

vị

Hệ thống dây truyền tín hiệu nổ

LIL TLD LLHD

1 Chiều dài tiêu chuẩn dây m

150; 300; 450 3,6; 4,9; 6,1; 9;12; 15; 18 9; 12; 15; 18; 24; 30; 36; 45; 60

2 Chiều dài lựa chọn m 300 9; 12 18; 24

3 Đường kính ngoài của dây mm 4 3 4

4 Màu sắc Trắng vàng xám 5 Loại kíp Tức thời - Tức thời - - Vi sai ms 0 17; 25 400 6 Sức bền chịu kéo kg 13 18

* Mồi nổ:

Chọn mồi nổ VE - 05 do Bộ quốc phòng Việt Nam sản xuất.

* Dụng cụ khởi nổ phi điện.

Dụng cụ khởi nổ phi điện gồm máy khởi nổ phi điện, gói hạt nổ khởi nổ, chai dầu súng nhẹ, gói dẻ chùi ống, tờ chỉ dẫn.

7.5. Tính toán các thông số nổ mìn.

Viêc tính toán các thông số nổ mìn chia ra làm 3 trường hợp: + Nổ mìn làm tơi đất đá xúc bốc.

+ Nổ mìn làm tơi quặng nguyên khối.