Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
chơng I
đặc điểm và điều kiện địa chất khu mỏ
I.1/ địa lý tự nhiên :
1/ Vị trí địa lý:
Khu mỏ than Cẩm Thành nằm trong khoáng sàng Khe chàm , cách thị xã
Cẩm phả 5 Km về phía bắc .
- Phía Bắc giáp khu bàng Nâu.
- Phía Nam giáp mỏ Cọc sáu.
- Phía Đông giáp mỏ Khe chàm I và khu Yên ngựa (mỏ Thống Nhất).
Vị trí địa lý của mỏ trong khu vực có toạ độ nh sau:
- Vĩ độ Bắc : 21
0
01

30

ữ 21
0
04

00

- Kinh độ Đông : 107
0
16

15

ữ 107
0

19

15

- X = 26.575-28.570 Y= 424.700-426.750
Giới hạn độ cao thiết kế khai thác từ lộ vỉa đến mức -350
2/ Địa hình :
Khu mỏ than Cẩm Thành là khu vực đồi núi nối tiếp nhau, độ cao giảm
dần từ phía Nam lên phía Bắc. Cao nhất là đỉnh Cao Sơn có độ cao so với mặt n-
ớc biển là 430 mét . Thấp nhất là triền sông Mông dơng mức cao +10 ữ +12 m.
Độ cao trung bình 100 ữ 150 mét và bị chia cắt bởi 2 hệ thống suối là :
- Suối Bàng Nâu bắt nguồn từ Khe Tam chảy theo hớng Tây - Đông qua phía
Bắc khu mỏ Khe Chàm II và là ranh giới tự nhiên giữa Khe Chàm II với Bàng
Nâu.
- Suối Khe Chàm bắt nguồn từ mỏ Khe Tam chảy qua phía Tây Nam Đá Mài
sau đó theo hớng Tây Nam- Đông Bắc và hợp lại với suối Bàng Nâu ở bên ngoài
ranh giới mỏ để chảy vào sông Mông Dơng . Tại đây lu lợng cực đại là
91,6m
3
/giây.
3/ Khí hậu:
Khu mỏ có 2 mùa rõ rệt : mùa khô và mùa ma.
Mùa khô bắt đầu vào tháng 10 năm trớc đến tháng 5 năm sau, nhiệt độ trung
bình 10
0
C ữ17
0
C, lợng ma rất nhỏ, nhiều ngày có sơng mù Mùa ma kéo dài từ
tháng 6 đến tháng 9 hàng năm . Lợng ma trung bình 14mm/ngày đêm, cao nhất
Là 260mm/ngày đêm . Nhiệt độ trung bình trong mùa ma 27

0
C ữ30
0
C.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 1
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Mặc dù vị trí mỏ chỉ cách bờ biển 5Km nhng do bị dãy núi cao ngăn cách nên
thuộc khí hậu miền núi ven biển.
4/ Giao thông liên lạc :
Giao thông đờng bộ: Cách mỏ 5Km về phía Nam là Quốc lộ 18 phục vụ phát
triển kinh tế xã hội của đất nớc và thông thơng với Trung Quốc. Mỏ đợc nối với
quốc lộ 18 để đi các nơi bằng 2 tuyến đờng. Tuyến thứ nhất từ km 6 qua mỏ than
Cọc 6, mỏ than Cao Sơn khu Yên Ngựa thuộc mỏ Thống Nhất. Tuyến thứ hai từ
Tây Khe Sim qua mỏ than Dơng Huy, Khe Tam. Các tuyến đờng này phần lớn đã
đợc đổ bê tông nhng nhìn chung năng lực thông qua còn bị hạn chế do dốc, hẹp
và một số đoạn mặt đờng cha đợc kiên cố hoá.
Giao thông đờng sắt: Cách mặt bằng khu mỏ 2000 mét có tuyến đờng sắt
chuyên dùng khổ đờng 1000mm để vận chuyển than của các mỏ Cao Sơn, Bàng
Nâu, Khe Chàm I qua Mông Dơng về nhà máy tuyển Cửa Ông.
- Thông tin liên lạc: Mạng thông tin liên lạc trong khu vực khá phát triển,
thông tin chỉ đạo sản xuất trong nội bộ mỏ cũng nh liên lạc với bên ngoài.
5/ Tình hình dân c và kinh tế xã hội trong khu mỏ.
Trong khu mỏ khai thác không có cộng đồng dân c địa phơng sinh sống mà
chỉ có các khu tập thể công nhân viên các mỏ đang tiến hành các hoạt động
khoáng sản với số lợng hạn chế .
Kinh tế vùng đợc thể hiện ở trung tâm thị xã Cẩm Phả, đó là thị xã có nền
kinh tế công nghiệp phát triển và phụ thuộc chủ yếu vào sự phát triển của các
doanh nghiệp sản xuất than đóng trên địa bàn . Thị xã có các đơn vị kinh tế nh

Công ty than Thống Nhất, Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Dơng Huy, Mông Dơng,
Khe Chàm I, Công ty Cơ Khí Trung Tâm, Cơ Khí Động Lực, Chế Tạo Thiết Bị
Điện, Công ty Tuyển Than Cửa Ông, Cảng Cửa Ông Trong tơng lai gần, nhà
máy nhiệt điện Cẩm phả (công suất 600MW ) sẽ đợc xây dựng.
Khu mỏ đợc xây dựng và đa vào khai thác không những góp phần tăng sản
lợng của ngành than mà còn là một đóng góp vào sự phát triển kinh tế của thị xã
Cẩm Phả và tỉnh Quảng Ninh.
6/ Tình hình khai thác :
Bên cạnh Mỏ than Cẩm thành đang khai thác còn có một số các đơn vị đang khai
thác. Đó là: Cty Đông bắc, Cty cổ phần than Tây Nam Đá Mài, Cty than Nội
Địa. Hiện tại các mỏ đang hành khai thác hầm lò với mức -20 .Phần từ mức +0
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 2
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
trở xuống sẽ nằm trong khu vực quy hoạch thiết kế khai thác hầm lò Dự án khe
chàm II - IV của Mỏ than Cẩm thành sau này.
I.2/ Điều kiện địa chất:
1/Tóm tắt lịch sử thăm dò khu mỏ:
Khoáng sàng Khe chàm đợc thăm dò sơ bộ từ năm 1963 đến năm 1968 và đợc
thăm dò tỉ mỉ từ năm 1969 đến năm 1976.
Báo cáo địa chất thăm dò tỉ mỉ của khu mỏ (bao gồm mỏ Khe Chàm I, vỉa 17
Bàng Nâu, Cao Sơn và Khe Chàm II) đợc Tổng cục địa chất thông qua năm
1980, theo đó :
Tổng trữ lợng : 417.245,9 ngàn tấn. Trong đó:
- Cấp A: 15.546,9 ngàn tấn.
- Cấp B: 159.682,1 ngàn tấn
- Cấp C: 242.016,6 ngàn tấn.
Năm 1995, Xí nghiệp thăm dò 4 thuộc Công ty Địa chất và Khai thác Khoáng
sản thu thập thêm các tài liệu của 28 lỗ khoan kiểm chứng do ngời úc thực hiện

và 2 lỗ khoan của Công ty than Hạ Long bổ sung để tính trữ lợng địa chất cho
khu vực hẹp theo giới hạn :
- Phía Tây : Tuyến thăm dò VI
- Phía Đông : Tuyến thăm dò XI
B

- Phía Nam : Đứt gãy A-A
- Phía Bắc : Đến giới hạn toạ độ Y = 29.000
- Độ sâu : Đến mức 350.
2/ Đặc điểm địa chất:
2.1: Địa tầng:
Địa tầng khu mỏ gồm các đất đá thuộc hệ Triat thống thợng, bậc Nori (T
3
n) và
các trầm tích đất phủ đệ tứ (Q).
2.1.1: Lớp phủ đệ tứ (Q):
Trầm tích đệ tứ phân bổ trên hầu hết diện tích khu mỏ, bao gồm các lớp
đất đá tàn tích, sờn tích, lũ tích và bồi tích. Chiều dày lớp phủ này từ 2m - 6m,
trung bình 4m. ở một số nơi nh thung lũng chiều dầy có thể lên tới 10m. Thành
phần trầm tích là các loại cát, cuội, sỏi, sét và các tảng lăn nằm lẫn lộn.
2.1.2: Trầm tích hệ Triat thống th ợng, bậc Nori (T
3
n):
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Trầm tích (T
3
n) phân bổ hầu hết khắp trên diện tích khu thăm dò. đất đá

bao gồm cuội kết, cát kết , bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than nằm xen kẽ
nhau.
Đặc điểm của các loại đá nh sau:
- Cuội sạn kết chiếm 14,48%, thờng phân bố ở giữa địa tầng của 2 vỉa
than, phổ biến hơn cả là vách vỉa 10, vỉa11 và vỉa 14-5. Đặc biệt vỉa 14-5 cuội
kết thờng nằm sát vách vỉa than. Đá có cấu tạo khối phân lớp dầy.
- Cát kết chiếm 56,6%, khá phổ biến trong địa tầng. Cát kết nằm chuyển tiếp
với các lớp cuội kết, sạn kết. Cát kết có cấu tạo phân lớp hoặc dạng khối.
- Bột kết chiếm 21,9% , cấu tạo phân lớp mỏng đến trung bình. Mầu xám nhạt
đến xám sẫm.
- Sét kết chiếm 2,88%, nằm sát vách, trụ các vỉa than hoặc xen kẹp trong các
vỉa than. Chiều dày từ vài cm -:- 1,2 m. Đá có cấu tạo phân lớp mỏng, đôi chỗ có
dạng thấu kính, dạng ổ.
Sét than chứa 20 40% than mầu xám đen, phân lớp mỏng, mềm, bở, gặp nớc
dễ trơng nở.
- Than đợc thành tạo dới dạng vỉa, nằm xen kẽ giữa các tầng đất đá mô tả trên.
Phần lớn các vỉa than có chiều dầy từ tơng đối ổn định đến không ổn định.
2.2/ Kiến tạo:
Khoáng sàng than Khe chàm nằm trong cấu tạo hớng tà lớn Khe tam Khe
chàm. Phía Nam là đứt gãy A-A, phía Bắc là đứt gẫy Bắc Huy (phơng vĩ tuyến),
phía Đông có đứt gãy L-L, B-B, E-E, I-I, C-C.
Các nếp uốn chủ yếu là:
Hớng tà : Bàng Nâu, Cao Sơn, 360, Trung Sơn.
Bối tà: 480, 2525, E.18, Vũ Môn.
Khu mỏ quy hoạch nằm trong khu vực kiến tạo mô tả trên nên chịu ảnh hởng
khá rõ rệt.
+ Nếp uốn:
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 4

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
* Nếp lõm 360 là một nếp lõm hẹp nằm ở phía Nam tuyến thăm dò IX, có
phơng kéo dài gần trùng với hớng Bắc Nam, hơi chếch Tây Bắc - Đông Nam.
Mặt trục dốc đứng. Độ dốc vỉa ở hai cánh thay đổi từ 30
0
ữ 40
0
, càng về phía
Nam độ dốc vỉa tăng dần lên từ 45
0
ữ 50
0
.
* Nếp lồi 480 nằm tiếp giáp với phía Đông nếp lõm 360, phân bố trên diện
tích khoảng 0,5 Km
2
. Phía Bắc và Đông Bắc bị chặn bởi phay E-E, phía Nam là
phay A-A . Nhân nếp lồi lộ ra các vỉa than 14-2, 14-4, 13-2. Đờng trục nếp lồi
chạy song song với nếp lõm 360 và cắm dốc đứng. Hai cánh có cấu tạo cân đối,
dốc khoảng 30
0
, ra xa khoảng hơn 100m độ dốc tăng lên trên 40
0
. Do ảnh hởng
của nếp lõm 360 và nếp lồi 480 xuất hiện các nếp uốn nhỏ kèm theo.
+ Phay phá :
* Phay A-A là một đứt gãy lớn trong vùng. Hớng cắm Nam, độ dốc 50
0
ữ 60
0

,
chiều rộng đới huỷ hoại và biên độ dịch chuyển của đứt gẫy cha đợc nghiên cứu
đầy đủ và chắc chắn, một số lỗ khoan khoan trong đới phá huỷ của đứt gẫy này
nh LK 1065 ở giữa khu Lộ trí và tuyến IX thì chiều rộng của đới huỷ hoại có thể
tới 300 mét. Biên độ dịch chuyển đến trên 1000m.
* Phay B-B đợc hình thành từ khu Khe Tam chạy dài theo hớng Tây Bắc -
Đông Nam đến giữa tuyến VII
B
và tuyến VII của khu mỏ Khe Chàm II và
chuyển hớng Nam rồi tắt hẳn. Phay B-B tồn tại ở khu mỏ Khe Chàm II khoảng 1
Km . Phay B-B là phay thuận, hớng cắm Nam, độ đốc mặt trợt 50
0
60
0
, gây
tác dụng chuyển động bản lề, do đó biên độ dịch chuyển từ vài mét (ở khu vực
tắt dần) đến hàng chục mét (ở khu vực tuyến VII
B
). Đới phá huỷ từ 1m 10m.
Đất đá trong đới phá huỷ gồm cát , bột kết, sét kết và than lẫn lộn, mềm yếu, bở
rời.
* Phay E-E là đứt gẫy xẩy ra trong phạm vi ngắn, xuất hiện từ phay A-A phát
triển theo hớng Đông Nam Tây Bắc và tắt dần ở giữa tuyến VIII
B
và tuyến
VIII. Đây là phay thuận, hớng cắm Tây nam, góc dốc mặt trợt 65
0
70
0
. Biên

độ dịch chuyển tăng dần từ Tây Bắc - Đông Nam, lớn nhất ở tuyến X, tuyến XI
trên 150m. Đới phá huỷ rộng từ 1-25m . Đất đá trong đới phá huỷ bao gồm cát,
bột kết, sét kết và than lẫn lộn, mềm yếu, bở rời, dễ tụt lở.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 5
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Trong quá trình khai thác lộ vỉa 14-5 của Công ty Đông Bắc ở phần đông Đá
Mài, khu vực tiếp giáp với đứt gãy L-L đã phát hiện thêm một số đứt gãy nhỏ
(R
1
, R
2
) có cự ly dịch chuyển và đới phá huỷ không lớn, có thể là những ảnh h-
ởng kèm theo của phay L-L và ít ảnh hởng tới quá trình khai thác. Khi đào lò qua
các đứt gãy trên cần phải hết sức đề phòng tụt đổ lò, bục nớc do đứt gãy gây ra.
2.3/ Đặc điểm cấu tạo của các vỉa than : Đợc thể hiện ở bảng (I-2) sau:

(Bảng: I-2)
TT Tên vỉa
chiều dày
vỉa trung
bình (m)
Số lớp kẹp
trung bình
(m)
Chiều dày lớp
kẹp Trung
bình (m)
Độ dốc

trung bình
(độ)
(1) (2) (3) (4) (5)
1 Vỉa 10 5,96 02 0,75 25
2 Vỉa 11 3,66 01 0,28 22
3 Vỉa 12 1,35 01 0,08 20
4 Vỉa 13 -1 3,85 01 0,5 22
5 Vỉa 13-2 3,85 01 0,56 27
6 Vỉa 14-1 2,19 01 0,32 25
7 Vỉa 14-2 3,4 01 0,29 24
8 Vỉa 14 - 4 2,63 01 0,17 23
9 Vỉa 14-5 7,44 01 0,49 22
2.4/ Chất l ợng than:
Than khu mỏ là loại than Anthracite và bán Anthracite, cứng dòn, nhẹ , dễ
vỡ ,sắc cạnh.
Các chỉ tiêu hoá lý đặc trng của than khu Khe Chàm II đợc ghi ở bảng số (I-3).
Thành phần hoá học của tro than:
SiO
2
= 31,83 ữ 59,48%
Al
2
O
3
= 13, 71 ữ 28,34%
Fe
2
O
3
= 5,5 ữ 22,13%

CaO = 0,38 ữ 11,51%
MgO = 0,05 ữ 5,54%
Nhiệt độ nóng chảy của tro than : 1273
0
C ữ 1570,74
0
C
Tính chất hoá lý các vỉa than Khoáng sàng Khe Chàm II
(Bảng: I-3)
STT
Tên Độ ẩm Độ tro Chất bốc Lu huỳnh Nhiệt lợng
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 6
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
vỉa
phân tích
(W
pt
-%)
(A
K
-%) (V
ch-
%) (S
chg-
%) (Q
kh
Kcal)
1 10 2,73 12,94 6,65 0,36 7575

2 11 2,62 11,87 7,08 0,42 7644
3 12 1,93 19,31 12,01 1,27 6565
4 13-1 2,50 15,23 8,43 0,68 7071
5 13-2 2,06 16,64 12,7 0,53 7312
6 14-1 2,60 19,63 8,92 0,51 6134
7 14-2 1,97 13,13 7,43 0,54 7521
8 14-4 1,97 11,9 7,32 0,62 7515
9 14-5 2,16 11,36 7,40 0,58 7705
2.5/ Đặc điểm địa chất thuỷ văn :
2.5.1/ N ớc mặt:
Khu mỏ than Cẩm Thành là vùng núi cao thoải dần về phía Tây Bắc. Cao nhất
là +437,7 mét so với mực nớc biển. Địa hình bị phân cách mạnh tạo thành nhiều
mạng sông suối. Hiện nay do khai thác lộ thiên đã thay đổi đáng kể dòng chảy
trên mặt. Nguồn cung cấp nớc trên mặt chủ yếu là nớc ma và một phần do nớc
của tầng chứa than cung cấp qua các điểm lộ. Trong khu vực có hai suối chính là
Khe chàm và Bàng nâu.
- Suối Khe chàm bắt nguồn từ Khe sim thuộc đờng phân thuỷ phía Nam chảy
theo hớng Tây Nam - Đông bắc. Lu lợng Q = 0,045 l/s ữ 2688 l/s.
- Suối Bàng nâu là suối lớn thứ hai, bắt nguồn từ ngoài khu thăm dò, chảy theo
hớng Tây - Đông rồi chảy ra sông Mông dơng. Suối rộng từ 5 ữ 7m. Lu lợng Q =
188,8 l/s ữ 91686 l/s.
Hai suối này đã bị đất đá thải của các khai trờng lộ vỉa làm biến đổi dòng
chảy
ban đầu, lòng suối bị đất đá thải bồi lấp có nơi đến 5 mét. Ngoài ra trong vùng
còn có một số con suối cạn vào mùa khô.
2.5.2/ N ớc d ới đất:
Nớc dới đất tồn tại trong lớp đất phủ đệ tứ , các tầng đất đá chứa nớc nh cát
kết, cuội kết và bột kết bị nứt nẻ và trong các đứt gẫy kiến tạo.
- Nớc trong lớp phủ đệ tứ tồn tại trong lớp cát pha lẫn cuội sỏi, sạn và đất thịt
rời rạc. Nớc trong tầng này chủ yếu do nớc ma cung cấp. Hiện nay lớp phủ đệ tứ

hầu nh bị xáo trộn do vậy nớc trong tầng này xuất hiện chủ yếu trong muà ma,
mùa khô hầu nh không có nớc.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 7
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
- Nớc trong tầng đất đá chứa nớc: Đất đá chứa nớc nằm trong địa tầng T
3
n là
một phức hệ chứa nớc áp lực trong điệp chứa nớc Hòn Gai Cẩm phả, bao gồm
các lớp chứa nớc sau:
+ Cuội và sạn kết : Hầu hết các lỗ khoan gặp tầng này bị mất nớc hoặc nớc
phun lên. Độ chứa nớc tơng đối cao. Tỷ lu lợng thờng là 0,021 l/sm.
+ Cát kết : Có mặt trong toàn vùng, chiều dày từ vài mét đến hàng chục mét.
Nớc tồn tại trong tầng này chủ yếu trong các khe nứt phong hoá. Các lỗ khoan
khoan trong tầng này thờng gặp nớc phun lên. Có những điểm lộ nớc chảy quanh
năm. Độ chứa nớc lớn sau lớp cuội, sạn kết.
+ Bột kết: là loại đất đá chủ yếu trong khu mỏ, thành phần chủ yếu là các hạt
silic có đờng kính 0,005 cm, ít khe nứt. Độ chứa nớc kém hơn lớp cuội, sạn kết,
cát kết.
+ Sét kết: Thờng xuất hiện ở vách trụ các vỉa than, mức độ duy trì khá liên tục.
Đây là lớp đá không chứa nớc nhng khi bị ngấm nớc thờng bị trơng nở.
Nguồn cung cấp nớc cho phức hệ này chủ yếu là nớc ma. Vì vậy động thái nớc
ngầm phụ thuộc chủ yếu vào nớc ma. Do đất đá chứa nớc và không chứa nớc
nằm xen kẽ nhau tạo nên nhiều lớp chứa nớc áp lực. Hệ số thẩm thấu nớc K=
0,012m/ngđ.
2.5.3/ N ớc trong đứt gẫy:
Trong vùng thăm dò địa chất đã phát hiện khá nhiều đứt gẫy. Các đứt gẫy
có phơng chạy gần nh phơng vĩ tuyến. Đất đá trong đứt gãy gồm cuội kết, sạn
kết, cát két, bột kết, sét kết nằm lẫn lộn, bị vò nhàu. Hầu hết các lỗ khoan bơm

thí nghiệm đều nghèo nớc, đứt gãy A-A có hệ số thẩm thấu K= 0,006 m/ngđ.
Nớc trong các đứt gãy có hệ số thẩm thấu trung bình k = 0,0014 ữ 0,006
m/ngđ.
2.6/ Đăc điểm địa chất công trình:
Đặc điểm và tính chất cơ lý của các loại đất đá khu Khe Chàm II thể hiện ở
bảng (I-4) nh sau:
(Bảng: I 4)
TênP đá
Dung
trọng
(G/cm
3
)
Lực kết
dính C
(kg/cm
3
)
Góc nội ma
sát (độ)
Độ kiên
cố (f)
Cờng độ
kháng nén
(kg/cm
3
)
Cuội, sạn kết 2,55 445,0 33,2 11,1
402,3 ữ 785
Cát kết 2,63 340,0 29,5 8,6

161,0 ữ 769
Bột kết 2,65 195,0 30,1 4,6
102,0 ữ 1086
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 8
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Sét kết 2,46
Than 1,36
- Tính chất cơ lý đất đá trong đứt gẫy : trong đứt gẫy đất đá bị vò nhàu, nứt nẻ
mạnh, độ liên kết yếu, đất đá là các mảnh cuội, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết
nằm lẫn lộn , dễ bị tụt đổ.
- Đặc điểm đá vách, trụ vỉa than:
+ Đá vách trực tiếp của các vỉa than hầu hết là lớp bột kết phân lớp trung bình
đến dầy. Vỉa 14-5 và 13-2 đôi chỗ đá vách trực tiếp có gặp lớp sét kết phân lớp
mỏng, mềm bở.
+ Đá trụ trực tiếp phần lớn là lớp bột kết và cát kết, đôi chỗ có xen kẹp lớp sét
liên kết yếu.
Đặc biệt một số ít điểm đá vách, trụ trực tiếp là lớp sét than mỏng có độ liên
kết yếu, khi gặp nớc bị trơng nở.
2.7/ Đặc điểm khí mỏ:
* Địa tầng khu Khe Chàm biểu hiện rõ rệt ba đới khí nh sau:
- Đới Nitơ - Mêtan chủ yếu phân bố từ mặt đất đến mức + 0.
- Đới Mêtan Nitơ chủ yếu phân bố từ mức + 0 ữ -150.
- Đới Mêtan chủ yếu phân bố từ mức 150 trở xuống.
Nhìn chung khí Nitơ, Cacbonic có hàm lợng giảm dần theo chiều sâu, ngợc lại
khí cháy nổ (H
2
+ CH
4

) tăng dần theo chiều sâu
*Các yếu tố địa chất ảnh hởng đến độ chứa khí:
Do than Khe Chàm có độ biến chất cao, thành phần thạch học của đá vây
quanh vỉa than chủ yếu là đá hạt mịn, khu mỏ có nhiều nếp uốn và các đứt gãy,
góc cắm trung bình 25
0
ữ 40
0
. Các yếu tố trên có ảnh hởng lớn đến quá trình tạo
khí mỏ.
* Đánh giá ảnh hởng của khí mỏ:
Khoáng sàng Khe chàm có khí độc, khí cháy nổ. Đặc biệt là khí nổ (CH
4
+
H
2
) tơng đối cao. Khí cháy nổ có đặc điểm tăng dần theo chiều sâu hoặc phân bố
tập trung ở vị trí đỉnh các nếp lồi. Vì vậy khi khai thác đến gần những vị trí trên
cần thiết phải có những giải pháp đề phòng thích hợp.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 9
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
* Xác định loại mỏ theo mức độ an toàn cháy nổ khí Metan:
Theo Báo cáo thăm dò tỉ mỉ địa chất khoáng sàng Khe Chàm năm 1980 xếp
loại mỏ theo mức độ an toàn cháy nổ khí Mêtan nh sau:
Mức từ lộ vỉa - 150 : mỏ loại I.
Mức - 150-:- - 350 : mỏ loại II
Mức - 350 trở lên : mỏ loại III
Căn cứ vào độ thoát khí từ mức 350 trở lên là 9 m

3
/tấn than khai thác, vì vậy
mỏ Khe chàm II đợc xếp loại II về độ nguy hiểm cháy nổ khí Mêtan.
2.8/ Trữ l ợng than :
Trữ lợng địa chất trong ranh giới mỏ Khe chàm II, mức cao từ lộ vỉa ữ
-350:
Tổng số: 61.002 ngàn tấn gồm:
Cấp A: 637,4 ngàn tấn.
Cấp B: 18.194,3 ngàn tấn.
Cấp B: 42.170,3 ngàn tấn.
Chi tiết trữ lợng địa chất trong bảng cân đối trong giai đoạn I từ mức lộ vỉa ữ
-350 đợc thể hiện trên bảng số: (I- 5)
Tổng hợp trữ lợng huy động đến mức 350:
(Bảng: I- 5)
TT
Tên vỉa
(1000T)
TL địa chất
(1000T)
TL khai thác
(1000T)
Tổn thất
(1000T)
Hệ số khai thác (%)
Tổng số 28.873 18.084 8.596 62.23
1. Vỉa 10 2.000 1.372 628 68.6
2. Vỉa 11 2.729 1.796 933 65.8
3. Vỉa 12 1.011 - - -
4. Vỉa 13-1 6.109 4.130 1.979 67.61
5. Vỉa 13-2 8.508 5.747 2.761 67.5

6. Vỉa 14-1 399 - - -
7. Vỉa 14-2 5.211 3.613 1.598 69.31
8. Vỉa 14-4 2.123 1.427 696 67.2
9. Vỉa 14-5 782 - - -
- Trữ lợng địa chất huy động giai đoạn I( từ lộ vỉa ữ -350) : 28.873 ngàn tấn,
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 10
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
- Trữ lợng địa chất trong cân đối: 26.680 ngàn tấn (không tính vỉa12,vỉa14-
1 ,vỉa14-5)
- Trữ lợng công nghiệp: 18.084 ngàn tấn,
- Tổn thất than: 8.596 ngàn tấn.
I.3/ Kết luận:
Khu mỏ than Cẩm Thành thuộc khoáng sàng khu Khe Chàm II trong quá trình
nghiên cứu tổng hợp tài liệu cho thấy cấu tạo địa chất của khu mỏ phức tạp, có
nhiều đứt gãy, nếp uốn cần phải nghiên cứa sâu để tính toán lựa chọn các phơng
pháp mở vỉa và khai thác hợp lý nhất.
Chơng II
Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ
II.1/ giới hạn thiết kế.
Khu mỏ than Cẩm Thành nằm trong khoáng sàng Khe Chàm , cách thị xã
Cẩm Phả 5 Km về phía Bắc.
- Phía Bắc giáp khu Bàng Nâu.
- Phía Nam giáp mỏ Cọc Sáu.
- Phía Đông giáp mỏ Khe Chàm I và khu Yên Ngựa (mỏ Thống Nhất).
Vị trí địa lý của mỏ trong khu vực có toạ độ nh sau:
- Vĩ độ Bắc : 21
0
01

30

ữ 21
0
04

00

- Kinh độ Đông : 107
0
16

15

ữ 107
0
19

15

Mỏ than Cẩm Thành đợc giới hạn khai thác trong ranh giới sau:
Bảng II 1
Tên mốc giới X Y
QN 1 28.200 424.700
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 11
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
QN 2 28.570 424.900

QN 3 28.525 425.000
QN 4 28.400 425.300
QN 5 28.350 425.525
QN 6 28.200 425.900
QN 7 28.100 426.150
QN 8 28.020 426.400
QN 9 27.910 426.400
QN l0 27.470 426750
QN 11 26.700 426.750
QN 12 26.725 425.525
QN 13 26.575 424.700
Giới hạn độ cao thiết kế khai thác từ lộ vỉa đến mức -350
II.2/ trữ lợng
Trữ lợng khai thác mỏ giai đoạn I đợc thể hiện cụ thể trong bảng (II-2).
Tổng hợp trữ lợng huy động đến mức 350:
Bảng: II- 2
TT
Tên vỉa
TL địa chất
(1000T)
TL khai thác
(1000T)
Tổn thất
(1000T)
Hệ số khai thác
(%)
Tổng số 28.873 18.084 8.596 62.23
10. Vỉa 10 2.0 1.372 628 68.6
11. Vỉa 11 2.729 1.796 933 65.8
12. Vỉa 12 1.011 - - -

13. Vỉa 13-1 6.109 4.130 1.979 67.61
14. Vỉa 13-2 8.508 5.747 2.761 67.5
15. Vỉa 14-1 399 - - -
16. Vỉa 14-2 5.211 3.613 1.598 69.31
17. Vỉa 14-4 2.123 1.427 696 67.2
18. Vỉa 14-5 782 - - -
- Trữ lợng địa chất huy động giai đoạn I (LV đến -350 ): 28.873 ngàn tấn,
- Trữ lợng địa chất trong cân đối: 26.680 ngàn tấn (không có vỉa 12,
vỉa 14-1và 14-5),
- Trữ lợng công nghiệp: 18.084 ngàn tấn,
- Tổn thất than: 8.596 ngàn tấn.
II.3/ sản lợng và tuổi mỏ
II.3.1/ Sản lợng mỏ.
Sản lợng mỏ đợc thiết kế là 1.000.000 tấn năm căn cứ theo khả năng huy động
tài nguyên, điều kiện áp dụng tiến bộ kỹ thuật trong khai thác và đào lò, trình độ
tay nghề của công nhân, trình độ tổ chức, quản lý của đội ngũ cán bộ. Sản lợng
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 12
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
mỏ còn phải đáp ứng yêu cầu của sự phát triển ngành và sự phát triển chung của
đất nớc.
II.3.2/ Tuổi thọ mỏ:
Tuổi thọ của mỏ là thời gian tồn tại để khai thác hết toàn bộ trữ lợng công
nghiệp.Tuổi thọ của mỏ xác định theo công thức:
T = T
đ
+ T
kt
+ T

c
, năm
Trong đó: - T
đ
: Thời gian đào lò khai thông, chuẩn bị , T
đ
= 3 năm
- T
kt
: Thời gian khai thác đạt công suất thiết kế.
T
kt
= Z
cn
/ An = 18084000/1000000 = 18 năm,
- Z
cn
: Trữ lợng công nghiệp , Z
cn
= 18084000 tấn
- T
c
: Thời gian khấu vét kết thúc mỏ ,T
c
= 1 năm
Vậy thời gian tồn tại của mỏ là , T = 3 + 18 + 1 = 22 năm
II.4/ chế độ làm việc của mỏ
II.4.1/ Cơ cấu tổ chức của mỏ
Đối với mỗi mỏ khai thác hầm lò, việc cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý phải
đơn giản, gọn nhẹ nhng đầy đủ các chức năng để phù hợp với yêu cầu sản xuất.

Cơ cấu tổ chức quản lý của mỗi mỏ đợc chia làm 3 cấp dạng nh sau :
1. Cấp công ty ( hoặc cấp XN )
2. Cấp phân xởng
3. Cấp tổ chức sản xuất
Đợc biểu thị băng sơ đồ sau:



II.4.2/ Thời gian làm việc của mỏ
Căn cứ vào chính sách nhà nớc và đặc điểm của ngành khai thác mỏ hầm
lò, chế độ làm việc của mỏ đợc xác định nh sau:
1. Bộ phận lao động trực tiếp:
Một năm làm việc 300 ngày với 3 ca một ngày. Mỗi ca làm việc 8 tiếng.
Chi tiết xem bảng 2.1.
Bảng 2.1
Ca sản xuất Mùa hè Mùa đông
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 13
Khối phòng
kỹ thuật
Khối phòng
kinh tế
Khối phòng
Nghiệp vụ
Khối phòng
ĐHSX
Các phân x ởng
Sản xuất
sản xuất

Giám đốc
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Ca I
06
h
30 ữ 14
h
30 07
h
00 ữ 15
h
00
Ca II
14
h
30 ữ 22
h
30 15
h
00 ữ 23
h
00
Ca III
22
h
30 ữ 06
h
30 23
h
00 ữ 07

h
00
- Khối sản xuất và phục vụ sản xuất: Làm việc 300 ngày trong 1 năm, nghỉ
chủ nhật, mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8 tiếng.
Để đảm bảo sức khỏe cho công nhân và công suất khai thác, đồ án áp
dụng phơng pháp đổi ca thuận sau mỗi tuần làm việc thể hiện Bảng : II.2.2.
Bảng :II.2.2
CA
Thời gian hoạt động Thời gian
nghỉ
Thứ 7 Chủ nhật Thứ 2
I Tổ 1 Tổ 1 56h
II Tổ 2 Tổ 2 32h
III Tổ 3 Tổ 3 32h
Bảng: II.2.2. Hình thức đổi ca thuận
2. Bộ phận lao động gián tiếp:
- Sáng làm việc từ: 7 giờ 30 đến 11 giờ 30
- Chiều làm việc t:13 giờ 00 đến 17 giờ 00
II.5/ phân chia ruộng mỏ
I/ Nguyên tắc chung:
Khoáng sàng khu mỏ có sản trạng phức tạp. Cánh Bắc của các vỉa có đờng phơng
và độ dốc tơng đối ổn định nhng góc dốc lại rất lớn. Cánh Đông và Cánh Tây các
vỉa đều bị uốn nếp theo đờng phơng và góc dốc bị biến đổi nhiều.
- Trình tự chuẩn bị khai trờng và khai thác lò chợ đợc thực hiện theo Quy phạm:
Tầng trên,vỉa trên, lớp trên khai thác trớc,tầng dới, vỉa dới,lớp dới khai thác sau.
Đồ án thiết kế khai thác từ mức +40 ữ -350 và chia thành 8 tầng khai thác nh
sau.
+ Tầng I : khai thác từ mức +40 ữ 0
+ Tầng II : khai thác từ mức 0 ữ -50
+ Tầng III : khai thác từ mức - 50 ữ -100

+ Tầng IV : khai thác từ mức -100 ữ -150
+ Tầng V : khai thác từ mức -150 ữ -200
+ Tầng IV : khai thác từ mức -200 ữ -250
+ Tầng VII : khai thác từ mức - 250 ữ -300
+ Tầng VIII : khai thác từ mức - 300 ữ -350
II.6/ Mở vỉa
II.6.1/ Khái quát chung
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 14
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Những yếu tố về địa chất ảnh hởng tới công tác mở vỉa bao gồm: trữ lợng
mỏ, số lợng vỉa than, đặc điểm các vỉa than (chiều dày, góc dốc ) có trong
ruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉa, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công
trình, mức độ chứa khí, độ sâu khai thác.
Những yếu tố kỹ thuật ảnh hởng tới công tác mở vỉa bao gồm: sản lợng mỏ,
kích thớc ruộng mỏ, trình độ cơ khí hoá, mức độ phát triển kỹ thuật, chất lợng
than, khả năng sàng tuyển, hệ thống giao thông vận tải, thông gió và thoát nớc.
Dựa trên bề mặt địa hình và đặc điểm khoáng sàng than Cẩm Thành, phơng
án khai thông cho khu vực có thể áp dụng bằng các cặp giếng nghiêng hoặc
giếng đứng, cơ sở để lựa chọn phơng án mở vỉa đợc xác định theo nguyên tắc
sau:
- Sử dụng lại toàn bộ các hạng mục công trình đã xây dựng trên mặt bằng
- Tổ chức thi công dễ dàng phù hợp với điều kiện và khả năng cung cấp
thiết bị, vật liệu cho thi công.
- Đảm bảo thời gian xây dựng ngắn, khả năng ra than sớm.
- Khối lợng đờng lò là tối thiểu.
- Đảm bảo điều kiện thông gió đơn giản, thông qua sản lợng thiết kế.
- Có hiệu quả về kinh tế.
II.6.2/ Các phơng án mở vỉa

II.6.2.1/ Phân tích và lập phơng án mở vỉa
Để lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý cho khoáng sàng than Cẩm Thành mức
từ lộ vỉa ữ -350 Đồ án phân tích và lựa chọn một trong hai phơng án sau:
A. Phơng án I: Mở vỉa bằng Giếng Nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng.
B. Phơng án II: Mở vỉa bằng Giếng Nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức.
Cơ sở để lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý đợc xác định trên hiệu quả về kỹ
thuật và kinh tế để tìm ra một phơng án mở vỉa hợp lý, đáp ứng đầy đủ các yếu tố
khả thi và phù hợp với hiện trạng cũng nh tơng lai của công tác khai thác mỏ.
Các phơng án mở vỉa đợc trình bày nh sau:
A/ Ph ơng án I: mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng :
( Theo sơ đồ Hình 2-1 )
Từ mặt bằng +65, mở cặp giếng nghiêng xuống mức -150. Khoảng cách giữa hai
giếng từ 30 - 40 (m).
- Vị trí cửa giếng nghiêng phù hợp với sân ga sẽ có toạ độ:
X = 28.183; Y = 425.741; Z = + 65; = 190
0
.
X = 28.106; Y = 425.750; Z = + 65; = 190
0
.
- Vị trí sân ga có toạ độ nh sau: X = 27.582 ; Y = 425.638 ; Z = -150
- Giếng chính đào trong đá với góc nghiêng = 16
0
dùng băng tải vận chuyển
than và lắp đặt hệ thống cáp treo để chuyên chở ngời. Căn cứ các điều kiện an
toàn về kích thớc hình học và thông gió, chọn tiết diện sử dụng của giếng chính
là 13,1 m
2
, hình vòm. Chiều dài cổ giếng 36 m chống bằng bê tông cốt thép, thân
giếng dài 790 m chống bằng thép lòng máng loại SVP 27. Chèn kín bằng các

tấm chèn bê tông đúc sẵn.
- Giếng phụ đào trong đá với góc nghiêng = 25
0
dùng để vận chuyển đất đá
thải và thiết bị, vật liệu. Tiết diện sử dụng 13,1 m
2
, hình vòm. Chiều dài cổ giếng
24 m chống bằng bê tông cốt thép, thân giếng dài 520 m chống bằng thép lòng
máng loại SVP 27, chèn kín bằng các tấm chèn bê tông đúc sẵn.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 15
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình cụ thể của các lớp đất đá giếng đào qua, trong giai đoạn thiết kế có thể sẽ điều chỉnh bớc chống
và bổ xung các kết cấu và vật liệu chống khác phù hợp hơn nh: chống liên hợp giữa các vì thép và neo bê tông phun hoặc chống neo kết
hợp bê tông phun vỏ chống.
- Tại mức -150 xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải, bun ke, hầm
bơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ) và từ đó đào lò
xuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khai thác.
* Công tác đào lò chuẩn bị cho giai đoạn 2 và 3 đợc tiến hành đào sâu thêm cặp
giếng xuống mức -250,-350 .Xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải,
bun ke, hầm bơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ở mức
(-250,-350) và từ đó đào lò xuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khai
thác.Công tác chuẩn bị cho giai đọan 3 ,4 phải đảm bảo khi kết thúc khai thác
tầng cuối cùng của giai đoạn 1,2. Để mỏ đợc duy trì sản xuất liên tục và ổn định.
1/ Trình tự khai thác.
Công tác khai thác đợc tiến hành theo hệ thống khai thác cột dài theo ph-
ơng khấu dật từ hai cánh về trung tâm, vỉa nằm trên khai thác trớc, vỉa dới khai
thác sau.
2/ Sơ đồ vận tải.

Than khai thác đợc từ lò chợ đợc máng cào chuyển xuống lò song song
chân, sau đó than đợc chuyển bằng máng cào đến phỗng rót than rót xuống
goòng không dới lò dọc vỉa vận tải đã đợc tàu điện áp quy kéo dọc theo lò dọc
vỉa qua lò xuyên vỉa tới lò dọc vỉa vận chuyển ra lò xuyên vỉa khu đến lò dọc vỉa
trong đá trụ than đợc vận chuyển ra sân giếng, than trên goòng đợc lật đổ xuống
phễu rót than để rót nên băng tải ở giếng nghiêng và đa lên mặt bằng +65.
Vật liệu thiết bị, đất đá thải đợc vận chuyển theo giếng phụ.
3/ Sơ đồ thoát nớc.
Nớc từ các gơng lò chợ chảy xuống rành lò dọc vỉa vận tải mức 150 sau
đò chảy xuống rành nớc ở lò xuyên vỉa tập chung ra sân giếng, tập chung vào đ-
ờng lò chứa nớc và hầm bơm. Tại đây nớc đợc các máy bơm hút và đa lên mặt
bằng +65, thông qua các đờng ống đặt trong giếng nghiêng. Cuối cùng nớc theo
hệ thống mơng cống trên mặt bằng +65 chảy vào suối Bàng Nâu.
4/Sơ đồ thông gió.
Gió sạch đợc cấp vào mỏ theo giếng ngiêng phụ từ mức +65 xuống sân ga
đáy giếng mức-150 đi qua các lò xuyên vỉa đến dọc vỉa vận tải phục vụ thông gió
cho lò chợ. Gió bẩn đợc hút ra ngoài theo thợng thông gió +40 ữ +65.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 16
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
B /
Ph ơng án II: mở vỉa bằng cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa
mức:

(Theo sơ đồ Hình 2 - 2 )
Từ mặt bằng +65 mở cặp giếng nghiêng xuống mức -150. Khoảng cách giữa hai
giếng từ 30 - 40 (m).
- Vị trí cửa giếng nghiêng có toạ độ:
X = 28.183; Y = 425.741; Z = + 65; = 190

0
.
X = 28.106; Y = 425.750; Z = + 65; = 190
0
.
- Vị trí sân ga có toạ độ nh sau:
X = 27.582 ; Y = 425.638 ; Z = -150
- Giếng chính đào trong đá với góc nghiêng = 16
0
dùng băng tải vận
chuyển than và lắp đặt hệ thống cáp treo để chuyên chở ngời. Căn cứ các điều
kiện an toàn về kích thớc hình học và thông gió, chọn tiết diện sử dụng của giếng
chính là 13,1 m
2
, hình vòm. Chiều dài cổ giếng 36 m chống bằng bê tông cốt
thép, thân giếng dài 790 m chống bằng thép lòng máng loại SVP 27. Chèn kín
bằng các tấm chèn bê tông đúc sẵn.
- Giếng phụ đào trong đá với góc nghiêng = 25
0
dùng để vận chuyển đất
đá thải và thiết bị, vật liệu. Tiết diện sử dụng 13,1 m
2
, hình vòm. Chiều dài cổ
giếng 24 m chống bằng bê tông cốt thép, thân giếng dài 520 m chống bằng thép
lòng máng loại SVP 27, chèn kín bằng các tấm chèn bê tông đúc sẵn.
Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình cụ thể của các lớp đất đá giếng đào
qua, trong giai đoạn thiết kế có thể sẽ điều chỉnh bớc chống và bổ xung các
kết cấu và vật liệu chống khác phù hợp hơn nh: chống liên hợp giữa các vì
thép và neo bê tông phun hoặc chống neo kết hợp bê tông phun vỏ chống.
- Tại mức -150 xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải, bun ke, hầm

bơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ) và từ đó đào lò
xuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khai thác.
* Công tác đào lò chuẩn bị cho giai đoạn 2 và 3 đợc tiến hành đào sâu thêm cặp
giếng xuống mức -250,-350 .Xây dựng sân ga và hệ thống hầm trạm (ga dỡ tải,
bun ke, hầm bơm, trạm điện, lò chứa nớc, khám sửa chữa, khám nạp tầu ở mức
(-250,-350) và từ đó đào lò xuyên vỉa vận tải đến các vỉa để chuẩn bị diện khai
thác.Công tác chuẩn bị cho giai đọan 3 ,4 phải đảm bảo khi kết thúc khai thác
tầng cuối cùng của giai đoạn 1,2. Để mỏ đợc duy trì sản xuất liên tục và ổn định.
1/ Trình tự khai thác.
Công tác khai thác đợc tiến hành theo hệ thống khai thác cột dài theo ph-
ơng khấu dật từ hai cánh về trung tâm, vỉa nằm trên khai thác trớc, vỉa dới khai
thác sau.
2/ Sơ đồ vận tải.
Than khai thác đợc từ lò chợ đợc máng cào chuyển xuống lò song song
chân, sau đó than đợc chuyển bằng máng cào đến phỗng rót than rót xuống
goòng không dới lò dọc vỉa vận tải đã đợc tàu điện áp quy kéo dọc theo lò dọc
vỉa qua lò xuyên vỉa tới lò dọc vỉa vận chuyển ra lò xuyên vỉa khu đến lò dọc vỉa
trong đá trụ than đợc vận chuyển ra sân giếng, than trên goòng đợc lật đổ xuống
phễu rót than để rót nên băng tải ở giếng nghiêng và đa lên mặt bằng +65.
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 17
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Vật liệu thiết bị, đất đá thải đợc vận chuyển theo giếng phụ.
3/ Sơ đồ thoát nớc.
Nớc từ các gơng lò chợ chảy xuống rành lò dọc vỉa vận tải mức 150 sau
đò chảy xuống rành nớc ở lò xuyên vỉa tập chung ra sân giếng, tập chung vào đ-
ờng lò chứa nớc và hầm bơm. Tại đây nớc đợc các máy bơm hút và đa lên mặt
bằng +65, thông qua các đờng ống đặt trong giếng nghiêng. Cuối cùng nớc theo
hệ thống mơng cống trên mặt bằng +65 chảy vào suối Bàng Nâu.

4/Sơ đồ thông gió.
Gió sạch đợc cấp vào mỏ theo giếng ngiêng phụ từ mức +65 xuống sân ga
đáy giếng mức -150 đi qua các lò xuyên vỉa đến dọc vỉa vận tải phục vụ thông
gió cho lò chợ. Gió bẩn đi ra dọc vỉa thông gió đến xuyên vỉa thông gió qua
giếng chíng rồi ra ngoài trời.
II.6.3/ So sánh các phơng án mở vỉa về mặt kỹ thuật:
Bảng II - 1
Các chỉ tiêu
Phơng án 1
( XV tầng)
Phơng án 2
( XV mức)
Thời gian XDCB - Ngắn hơn - Dài hơn
Vốn đầu t ban đầu - Nhỏ - Lớn
Chi phí bảo vệ các
đờng lò
- Nhỏ - Lớn
Khối lợng đào XV - Lớn - Nhỏ
Thông gió,
thoát nớc
- Phơng pháp thông gió,
thoát nớc đơn giản.
Phơng pháp thông gió, thoát
nớc phức tạp hơn.
Vận tải
- Công tác tổ chức vận tải
đơn giản, cung độ vận tải
ngắn hơn.
- Công tác tổ chức vận tải
phức tạp, cung độ vận tải dài

hơn.
Qua phân tích u- nhợc điểm về mặt kỹ thuật ta thấy phơng án 1 có u điểm
hơn phơng án 2,nhng để thấy dõ và hiệu quả hơn ta tiếp tục phân tích u- nhợc
điểm về mặt kinh tế để từ đó so sánh hai mặt ta chọn một phơng án tối u nhất.
II.6.4/ So sánh các ph ơng án mở vỉa về mặt kinh tế:
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 18
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
a- Chi phí đào các đờng lò:
- Chi phí đào các đờng lò xác định theo công thức;
C
đi
= L
đi
. S
đi
. G
đi
; đồng (2.10)
Trong đó: L
đi
- Chiều dài đờng lò thứ i cần đào; m
S
đi
- Diện tích tiết diện đờng lò cần đào ; m
2
Bảng II - 2: Bảng chi phí đào lò phơng án 1
T
T

Tên đờng lò
L
đi
(m)
S
đi
(m
2
)
Vỏ
chống
G
đi
;
đ/m
3
(1000đ
)
Thành tiền
( 1000đ)
1 Giếng nghiêng chính
1506 13.1
CB-27
30.000 45.180.000
2 Giếng nghiêng phụ
982 13,1
CB-27
30.000 29.460.000
3
Lò XV 0, -50, -100, -150, -200,

-250, -300, -350.
7141 11,3
CB-22
19.000 135.679.000
4
Ga chân trục 0, -50, -100, -150,
-200, -250,-300, -350.
240 15,9
CB-27
22.000 52.800.000
5
Lò DV 0, -50, -100, -150, -200,
-250, -300, -350.
11500 9,8
CB-22
7.000 80.500.000
Tổng
296.099.000
Bảng II - 3 : Chi phí đào lò phơng án II

TT
Tên đờng lò
L
đi
(m)
S
đi
(m
2
)

Vỏ
chống
G
đi
;
đ/m
3

( 1000đ)
Thành
tiền
( 1000đ)
1 Giếng nghiêng chính
1506
13,1
CB-27
30.000 45.180.000
2 Giếng nghiêng phụ
982
13,1
CB-27
30.000 29.460.000
3 Lò XV -50, -150,-250, -350
3277
11,3
CB-22
19.000 62.263.000
4 Ga trục tải -50, -150, -250, -350
120
15,9

CB-27
22.000 2.640.000
5 Cặp thợng trung tâm
5506
9.4
CB-17
10.000 55.060.000
6
Lò DV 0, -50, -100, -150,
-200, -250, -300, -350.
11500 9,8
CB-22
7.000 80.500.000
Tổng
275.103.000
b- Chi phí bảo vệ các đờng lò:
Ph ơng án 1:
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 19
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
Bảng II - 4: Chi phí bảo vệ các đờng lò Phơng án I
TT Tên đờng lò
L
đi
(m)
Thời
gian
tồn tài
Vỏ

chống
G
đi
; đ/m
( 1000đ)
Thành
tiền
(1000đ)
1
Giếng nghiêng chính
1506 22
CB-27
20 662.640
2
Giếng nghiêng phụ
982 22
CB-27
20 408.320
3
Lò XV 0, -50, -100, -150,
-200, -250, -300, -350.
7141 6
CB-22
12 514.152
5
Ga chân trục 0, -50, -100,
-150, -200,-250,-300, -350.
240 6
CB-27
13 18.720

6
Lò DV 0, -50, -100, -150,
-200, -250, -300, -350.
11500 6
CB-22
15 1.035.000
Tổng
2.662.592
. Ph ơng án 2:
Bảng II - 5: Chi phí bảo vệ các đờng lò Phơng án II
TT Tên đờng lò
L
đi
(m)
Thời gian
tồn tài
Vỏ
chống
G
đi
; đ/m
(1000đ)
Thành tiền
( 1000đ)
1
Giếng nghiêng chính
1506 22
CB-27
20 662.640
2

Giếng nghiêng phụ
982 22
CB-27
20 432.080
3
Lò XV -50, -150,-250, -350
3277 12
CB-22
12 471.888
4
Ga trục tải -50, -150, -250, -350
120 12
CB-27
13 18.720
5 Cặp thợng trung tâm
5506 6
CB-17
22 726.792
6
Lò DV 0, -50, -100, -150,
-200, -250, -300, -350.
11500 6
CB-22
15
1.035.000
Tổng 3.347.120
c- Chi phí vận tải các phơng án.
Chi phí vận tải đợc xác định theo các công thức:
C
Vt

= Q
i
.L
i
.T
i
.G
iVt
; đồng
Trong đó: Q
i
- Lợng than cần vận chuyển qua lò thứ i trong năm (T/năm)
L
i
- Chiều dài đờng lò thứ i; m
T
i
- Số năm vận chuyển của các đờng lò thứ i.
G
iVt
- Đơn giá vận chuyển của đờng lò thứ i; đ/T.km
Trên cơ sơ đó tính chi phí vận tải qua các đờng lò theo bảng sau:
Chi phí vận tải phơng án 1:
Bảng II - 6: Chi phí vận tải phơng án 1
TT Tên đờng lò
Q
i
(1000T/năm)
L
đi

(m)
Thời
gian
tồn tài
G
đi
;
(1000đ/
T.km)
Thành tiền
(1000đ)
1 Giếng nghiêng chính 1.000 1506 22 1,0 33.132.000
2 Giếng nghiêng phụ 1.000 982 22 1,0 21.604.000
3
Lò XV 0, -50, -100,
-150,
-200, -250, -300, -350.
1.000 7141 6 1,5 64.269.000
4
Ga chân trục 0, -50, -100,
-150, -200,-250,-300, -350.
1.000 240 6 1,8 2.592.000
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 20
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
5
Lò DV 0, -50, -100,
-150, -200, -250, -300,
-350.

1.000 11500 6 2,0 138.000.000
Tổng 259.597.000
. Chi phí vận tải phơng án 2:
Bảng II - 7: Chi phí vận tải phơng án 2
TT Tên đờng lò
Q
i
(1000T/nă
m)
L
đi
(m)
Thời
gian
tồn tài
G
đi
;
(1000đ
/T.km)
Thành tiền
( 1000đ)
1 Giếng nghiêng chính 1.000 1506 22 1,0 33.132.000
2 Giếng nghiêng chính 1.000 982 22 1,0 21.604.000
3
Lò XV -50, -150,-250, -350
1.000 3277 12 1,5 58.986.000
Ga trục tải -50, -150, -250,
-350
1.000

120
12
1,8 2.592.000
4 Cặp thợng trung tâm 1.000 5506 6 1.5 49.554.000
5
Lò DV 0, -50, -100, -150,
-200, -250, -300, -350.
1.000 11500 6 2,0 138.000.000
Tổng 303.868.000
d- So sánh tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế:
- Dựa vào kết quả tính toán của các mục a, b, c ta tiến hành lập bảng so
sánh các chỉ tiêu nh sau:
TT Các chỉ tiêu Phơng án 1 Phơng án 2
1 Chi phí đào chống lò 296.099.000 275.103.000
2 Chi phí bảo vệ đờng lò 2.662.592 3.347.120
3 Chi phí vận tải 259.597.000 303.868.000
Tổng
558.358.592 582.318.120
Bảng II - 8: Bảng so sánh tổng hai phơng án
- Ta coi tổng chi phí cho phơng án 2 là 100% ta tiến hành so sánh với phớng
án 1 nh sau:
%29,4%100
558358592
558.358592-0582.318.12
%100
1
12
21
==

=

C
CC
C
-Vậy tỷ lệ % giữa hai phơng án là:
Từ hai phơng án trên phơng án 1 nhỏ hơn phơng án 2 về mặt kinh tế là
4,29%
II.6.6- Kết luận:
- Trong ngành công nghiệp mỏ các phơng án có vốn đầu t vợt quá 5% thì
phơng án có vốn đầu t nhỏ hơn sẽ đợc lựa chọn. Do vậy ở đây phơng án 1 sẽ đợc
lựa chọn áp dụng mở vỉa cho khu mỏ.
- Tuy nhiên việc lựa chọn phơng án tối u còn phụ thuộc vào điều kiện kỹ
thuật, phù hợp với khả năng khai thác mức dới, an toàn trong thi công các đờng
lò cung nh khai thác, có khả năng nâng cao công suất mỏVậy qua so sánh giữa
hai phơng án, ta thấy phơng án 1 có u điểm hơn cả. Do đó phơng án chọn của đồ
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 21
m A n
Ht
Hv
B
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
án thiết kế theo phơng án 1 Mở vỉa bằng Giếng Nghiêng kết hợp với lò
xuyên vỉa tầng
II.7/ Thiết kế thi công đào lò mở vỉa
II.7.1/ Chọn hình dạng tiết diện và vật liệu chống lò.
Căn cứ vào tình hình sản xuất của mỏ khả năng thông qua vận tải của từng
đờng lò và các thiết bị vận tải, thông gió, và thời gian tồn tại của từng đờng lò ta

lựa chọn tiết diện sao cho phù hợp với từng đờng lò.
II.7. Thiết kế thi công đào lò mở vỉa
( Thiết kế thi công cho đờng lò xuyên vỉa mức 0 )
II.7.1. Chọn hình dáng tiết diện lò và vật liệu chống lò.
Nh ta đã biết, trạng thái ứng suất của đất đá xung quanh và độ ổn định của
đờng lò. Hệ số tập trung ứng xuất trên trung tuyến đờng lò thay đổi trong giới
hạn rất lớn và nó phụ thuộc vào độ cong của biên lò. Đối với các mỏ ở độ sâu
không lớn, việc chọn hình dáng tiết diện hợp lý cũng là một trong những biện
pháp tốt góp phần đảm bảo độ ổn định của đờng lò. Ngay cả trong điều kiện đ-
ờng lò bố trí độ sâu lớn, khi sự phá huỷ của đất đá xung quanh đờng lò là không
tránh khỏi, thì hình dạng tiết diện ngang của đờng lò cũng đóng vai trò quan
trọng.
Việc chọn hình dạng đờng lò phụ thuộc vào điều kiện địa chất, tình trạng
đất đá xung quanh, vật liệu chống lò, thời gian tồn tại của đờng lò cũng nh kích
thớc tiết diện của nó. Ngoài ra còn phải chú ý đến khả năng thi công, kết cấu của
vỏ chống, hiệu quả sử dụng và các chỉ tiêu kinh tế.
Kích thớc tiết diện ngang của đờng lò phải thoả mãn các điều kiện vân tải,
thông gió và an toàn cho mọi hoạt động của ngời và thiết bị làm việc trong lò
.Do dó kích thớc tiết diện ngang đờng lò phụ thuộc vào loại phơng tiện vận tải,
số lợng đờng xe, lối ngời đi lại và các khoảng cách an toàn.
Nh vậy căn cứ vào yêu cầu trên, hình dạng mặt cắt ngang của đờng lò có
dạng: phần nóc hình vòm bán nguyệt, phần tờng( cột) thẳng đứng. Vật liệu
chống lò là thép lòng máng CB-22.
Căn cứ vào kích thớc thiết bị vận chuyển, các khoảng cách an toàn, ta có
thể sơ bộ xác định kích thớc tiết diện ngang đờng lò bên trong vỏ chống và kiểm
tra lại theo điều kiện thông gió:
Hình 2-3 :Tiết diện ngang lò xuyên vỉa 0:
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 22

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò


II.7.2.Xác định kích thớc tiết diện lò
* Chiều rộng đờng lò mức cao nhất của thiết bị vận tải đợc xác định theo
công thức:
B = m + A + n (mm).
Trong đó:
m : là khoảng cách an toàn giữa đoàn tàu và vỏ chống, m = 800 mm .
A: là chiều rộng đầu tàu, A = 1,34 m.
n: Khoảng cách an toàn lối ngời đi lại so với vỏ chống .
n = 1700 mm
Thay số B = 3840mm
* Chiều cao từ nền lò đến mức cao nhất của thiết bị đợc xác định nh sau :
H = h
n
+ h
dl
(mm).
Trong đó:
h
n
chiều cao từ nền lò tới đỉnh ray (mm).
h
n
= h
d
+ h
r
h

d
Chiều cao lớp đá ba lát, h
d
= 190 mm
h
r
- Chiều cao lớp đá lát đến đỉnh ray h
r
=160 mm
Thay số H= 160+190+1450 = 1800 mm
*Chiều cao của đờng lò tính từ nền lò tới đỉnh vòm, đợc xác định:
H
di

= h
v
+ h
t
mm
Trong đó :
h
v
Chiều cao phần vòm h
v
= 1660 mm
h
t
- Chiều cao phần tờng tính từ chân vòm tới nền lò
h
t

=1460 mm
Vậy H
di

= 1660 + 1460 = 3120 mm
Diện tích tiết diện sử dụng của đờng lò
tdl
dl
sd
hB
B
S .
2
2
14,3
2
+






=
Thay số : S
sd
=11,3 m
2
*Diện tích bên ngoài khung chống
2a= B

dl
+ 2( d
SVP-22
+ d
c
), m
B
dl
Chiều rộng sử dụng của đờng lò B
dl
= 3,84m
d
SVP-22
- Chiều cao của thanh thép lòng máng SVP-22
d
SVP-22
= 0,18 m
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 23
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
d
c
Chiều dày tấm chèn , d
c
= 0,05m
Thay số : 2a = 4,4m
- Chiều cao đờng lò : H
dl
= h+ d

SVP-22
+ d
c

- H- Chiều cao sử dụng của đờng lò, h=3,12m
- H
dl
= 3,350m.
- Diện tích bên ngoài khung chống của đờng lò :

tng
ha
a
S .2
2
2
2
14,3
2
+








=
- Thay số S

ng
=13,6 m
2
- Diện tích đào của đờng lò S
đ
= 13,6 ì 1,1 = 14,9 m
2
.
*. Kiểm tra tiết diện sử dụng theo điều kiện thông gió.
Tốc độ gió trong lò phải thoả mãn điều kiện sau:
V
min
< V < V
max
Trong đó:
V
min
: Tốc độ gió nhỏ nhất cho phép đi trong đờng lò , V
min
= 0,15m/s
V
max
: Tốc độ gió lớn nhất cho phép đi trong lò, V
max
= 8m/s
V: Tốc độ gió cần thiết.
V =
NS
kqA
sd

m
60

à
m/s
- A
m
: Sản lợng của mỏ; A
m
=1.000.000 T/năm
- q: Lợng gió cần thiết cho 1 tấn than khai thác q = 1 m
3
/phút
- k: Hệ số dự trữ = 1,45
- N: Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày.
- à: Hệ số giảm tiết diện = 1
Thay các thông số trên vào công thức ta có:
V= 7,12 m/s
Nh đã tính toán ở trên ,V= 7,12 m/s. Do vây vận tốc gió trong đờng lò thoả
mãn điều kiện thông gió
V
min
=0,15m/s

< V=7,12 m/s < V
max
=8m/s
Vậy kích thớc tiết diện đờng lò thiết kế phù hợp , đảm bảo yêu cầu .
Hình 2- 4 :Tiết diện ngang lò xuyên vỉa 0:
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K

53
) 24
h
h
P
n
h
P
P
2a
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn khai thác hầm lò
120
R
1
9
0
0
40
350
4400(4550)
3840(3960)
1460
190
3350(3500)
3120(3270)
900
1500
1340800 1700
1800
II.7.3. Lập hộ chiếu chống lò.

II.7.3.1. Công tác chống giữ
*Sơ đồ áp lực tác dụng lên đ ờng lò
Hình 2-5: Sơ đồ áp lực mỏ tác dụng lên đờng lò
a . áp lực tác dụng lên nóc lò
( đợc xác định theo công thức của Protodiakonop)

)/(
3
4
2
mT
f
a
P
noc

=
Trong đó:
Sv: Lu Đức Thịnh (Lớp:LTKT K
53
) 25