đồ án môn học quy trình công nghệ và thiết kê mỏ lộ thiên

ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Môc lôc
MỞ ĐẦU
Ngành khai khoáng là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và chiếm
tỷ trọng tương đối lớn của nền sản xuất công nghiệp nặng. Hàng năm ngành công
nghiệp khai khoáng đặc biệt là công nghiệp khai thác than đã đóng góp một phần rất
lớn vào ngân sách nhà nước. Đồng thời còn tạo ra công ăn việc làm cho số đông lực
lượng lao động, góp phần làm ổn định nền kinh tế, chính trị và trật tự xã hội.
Hiện nay và trong nhiêu năm nữa, sản lượng khai thác lộ thiên vẫn chiếm
một tỷ trọng tuyệt đối trong hầu hết các sản phẩm mỏ: 75% đối với than; 100% đối
với các loại quặng kim loại, phi kim loại, vật liệu xây dựng, nguyên liệu hoá chất.
Nhiều dự án khai thác mỏ bằng phương pháp lộ thiên đang được nghiên cứu khả
thi, thiết kế kỹ thuật thi công hoặc đang được triển khai đưa vào hoạt động.
Quy trình công nghệ và thiết kế mỏ lộ thiên là môn học chính và rất quan
trọng đối với mỗi sinh viên ngành khai thác. Môn học này cung cấp cho sinh viên
nhưng kiến thức cơ bản nhất về trình tự và cách tiến hành thiết kế một mỏ lộ thiên.
Để sinh viên có thể nắm va hiểu rõ hơn những kiến thức mà môn học đã cung cấp
thì việc làm đồ án la không thể thiếu. Sau một ki học tập và nghiên cứu môn học
này, chúng em đã được giao làm đồ án môn học “Quy trình công nghệ và thiết kế
mỏ lộ thiên” nhằm giúp mỗi sinh viên củng cố thêm kiến thức đã được học.
Do nhiều nguyên nhân khác nhau nên đồ án môn học này không tránh khỏi
những thiếu sót. Kính mong đợc sự tận tình hướng dẫn của thày và bạn tham gia
đóng góp để bản bài tập hoàn thành tốt hơn nữa. Chúng em xin chân thành cám ơn
sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Hiếu để chúng em hoàn thành đồ
án môn học này.
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nhóm 1
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 1 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
CHƯƠNG 1
XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

THEO NGUYÊN TẮC K
gh
≤ K
bg
1.1 Nguyên tắc xác định biên giới mỏ
1.1.1 Hệ số bóc đất đá
Trong khai thác lộ thiên để lấy được khoáng sản hữu ích từ trong lòng đất phải
tiến hành bóc lớp đất đá phủ trên bề mặt và bao quanh thân quặng. Chiều dày lớp đất
phủ càng dày, vỉa cắm càng dốc thì khối lượng đất đá phải bóc càng lớn.
Chi phí kiến thiết cơ bản và chi phí sản suất của mỏ lộ thiên phụ thuộc chủ yếu
vào tỷ lệ giữa khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng quặng khai thác được. Vì vậy
mỏ lộ thiên càng thu được mức lợi nhuận khi tỷ lệ đó càng nhỏ và ngược lại. Do đó, để
đánh giá được hiệu quả kinh tế của các phương án khai thác lộ thiên người ta đưa ra hệ
sô bóc đất đá.
Hệ số bóc đất đá là tỷ số giữa khối lượng đất đá phải bóc và khối lượng khoáng
sản hữu ích tương ứng khai thác được. Đơn vị của hệ số bóc đất đá có thể tính theo
đơn vị m
3
/m
3
, m
3
/t, t/t.
Khi hệ số bóc tăng đến một mức nào đó thì mỏ lộ thiên buộc phải ngừng hoạt
động do giá thành khai thác vượt quá giá thành cho phép. Muốn mỏ lộ thiên hoạt động
có hiệu quả kinh tế thì hệ số bóc phải nhỏ hơn một giá trị giới hạn K
gh
.
Khi hệ số bóc đạt đến K
gh

thì mỏ lộ thiên khai thác đạt độ sâu khai thác cuối
cùng(H
c
). Khi K < K
gh
thì mỏ lộ thiên khai thác không có hiệu quả về kinh tế, lúc đó
phải tiến hành khai thác bằng phương pháp hầm lò thì mới có hiệu quả về kinh tế.
Thông qua hệ số bóc đất đá cho ta thấy phần nào mức độ khó khăn hay thuận
lợi của điều kiện tự nhiên, khả năng kinh tế của xí nghiệp mỏ có thể đạt được.
Do vỉa quặng là quy cách chiều dày lớp đất phủ h
0
= 5m chính vì thế phương
pháp xác định biên giới mỏ lộ thiê được áp dụng ở đây là dự trên nguyên tắc K
gh
≥K
bg
Ở đây hệ số bóc biên giới K
bg
là tỷ số giữa khối lượng đất đá phải bóc V
k
(m
3
) và
khối lượng quặng khai thác được tương ứng Q
k
(m
3
) khi mở rộng biên giới mỏ.
K
bg

=
k
k
Q
V
m
3
/m
3
1.1.2 Xác định hệ số bóc giới hạn của mỏ (K
gh
)
Hệ số bóc của mỏ lộ thiên( hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý) là khối
lượng đất đá phải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng với giá thành
bằng với giá thành cho phép.
K
gh
( )
b
aCCC
vt
++−
=
0

(m
3
/m
3
, m

3
/t).
C
0
- Giá thành cho phép , đ/t
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 2 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
C
t
- Giá thành tuyển một tấn than nguyên khai, đ
C
v
- Chi phí vận chuyển 1tấn than nguyên khai từ mỏ về đến nhà máy tuyển
khoáng, đ
a - giá thành khai thác 1 tấn than chưa kể đến chi phí bóc đất đá, đ/t
b - giá thành bóc đất đá , đ/m
3
Hệ số bóc giới hạn được xác định gián tiếp qua chỉ tiêu kinh tế tính toán của các
mỏ lộ thiên thiết kế hoặc các số liệu thống kê của một mỏ lộ thiên đang hoạt động có
điều kiện tự nhiên và kỹ thuật tương đương.
Với C
0
=750.000 đ/t,
C
t
= 150.000 đ
C
v
= 50.000 đ
a = 60.000 đ/t,

b= 50.000 đ/m
3
=> K
gh
=
750.000 (150000 50000 60000)
50000
− + +

= 9,8

m
3
/t
Than có khối lượng riêng γ = 1,4t/m
3
K
gh
=9,8.1,4 =13,72 m
3
/m
3
1.1.3 Cơ sở kinh tế của nguyên tắc K
gh
≥ K
gh
Giả sử khoáng sàng được khai thác lộ thiên ở phần trên, gọi x là chiều sâu cuối
cùng của mỏ, chiều dày nằm ngang của vỉa là M và khai thác hầm lò ở phía dưới.
Chi phí cho khai thác hần lò tính bởi:
C

n
= x.M.c
n
Với: c
n
- Giá thành khai thác hầm lò (đ/m
3
)
Nếu khai thác bằng phương pháp khai thác lộ thiên thì chi phí cho khai thác lộ
thiên là:
C
a
= x.M.a
Với: a - Giá thành khai thác 1m
3
than chưa kể đên chi phí bóc đất đá (đ/m
3
)
Chi phí bóc đất đá:
C
b
=
( ) ( )






+

++++
2
000
2
cotcot
cotcot.cot x
gg
gghxhghMb
tv
tv
γγ
γγβ
(đ)
Trong đó:
β - Góc nghiêng bờ mỏ trong lớp đất mặt, độ
γ
v
- Góc nghiêng bờ mỏ trong đá gốc ở phía vách, độ
γ
t
- Góc nghiêng bờ mỏ trong đá gốc ở phía trụ, độ
h
0
- Chiều dày lớp đất phủ, h
0
= 5m.
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 3 Líp:
dS
dx
H

H
x
S
0
S = f(x)
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
320,5
100
B
A
30°
Hình 1.1: Sơ đồ xác định chiều sâu mỏ lộ thiên
Tính hiệu quả của khai thác Lộ thiên được biểu thị qua mức tiết kiệm giữa khai
thác Lộ thiên và khai thác Hầm lò S:
S = C
n
- (C
a
+ C
b
)
Khi giá thành bóc đất đá phủ rẻ hơn bóc đất đá gốc thì chiều dày tương đương
của lớp đất phủ được xác định:
0
0
0
.h
b
b
h =

(m)
Với:
b
0
- Giá thành bóc đất đá phủ (đ/m
3
)
Mức tiết kiệm khai thác Lộ thiên sẽ đạt
giá trị cực đại khi:
( ) ( ) ( )
[ ]
0cotcotcotcot
0
=++−−−=
tvtvn
ggxgghbaCM
dx
dS
γγγγ

0
cotcot
. h
gg
M
b
aC
x
tv
n

−
+
−
=
γγ
(m)
Thay
gh
n
K
b
aC
=
−
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 4 Líp:
Hình1.2: Quan hệ giữa mức tiết kiệm
của khai thác Lộ thiên và khai thác
Hầm lò và chiều sâu khai thác
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
=>
( ) ( )
gh
tv
K
M
ggxh
=
++
γγ
cotcot.

0
Nếu ta biểu diễn mối quan hệ giữa S của khai thác Lộ thiên và khai thác Hầm lò
thì ta nhận thấy khi mỏ lộ thiên đạt đến độ sâu H
k
thì sẽ thu được mức tiết kiệm tối đa.
Nếu tiếp tục xuống sâu thì mức tiết kiệm sẽ giảm và đến H
tb
thì mức tiết kiệm bằng
không.
Khi S = 0

b
aC
n
−
=
( ) ( )
Mx
x
gg
gghxhghM
tv
tv
.
2
cotcot
cotcot.cot.
2
000
γγ

γγβ
+
++++
 K
gh
= K
bg
Như vậy cơ sở kinh tế của nguyên tắc K
gh
≥ K
bg
là xuất phát từ việc tính toán
mức tiết kiệm chi phí khai thác Lộ thiên và Hầm lò là tối đa.
1.2 Xác định biên giới mỏ
1.2.1 Lựa chọn xác định các thông số γ
v
, γ
t
Lựa chọn thông số γ
v
, γ
t
cũng là vấn đền quyết định quan trong đến hiệu quả
của mỏ lộ thiên. Việc xác định các thông số γ
v
,

γ
t
dựa trên cơ sở của các tính chất cơ

lý của đất đá, cấu tạo địa chất và địa chất thuỷ văn. Khi ta chọn góc γ
t
và γ
v
nhỏ thì hệ
số bóc của mỏ lộ thiên tăng lên, khi chọn lớn quá thì bờ mỏ kém ổn định dẫn đến trượt
lở bờ.
Trong đồ án có γ
ôđ
=30
0
và góc cắm của vỉa quặng γ =35
0
nên ta chọn γ
t
=30
0
và
γ
v
=30
0
sẽ thoả mãn về mặt kinh tế - kỹ thuật nhất.
1.2.2 Xác định chiều sâu cuối cùng H
c
Trong thực tế của công tác thiết kế thường gặp những khoáng sàng có điều kiện
tự nhiên khác nhau. Đối với vỉa than có cấu tạo như trong đề bài thì phương án lựa
chọn để xác định chiều sâu cuối cùng H
c
là phương pháp đồ thị. Trình tự tiến hành như

sau:
1. Trên cơ sở lát cắt ta dựng các đường song song nằm ngang cách nhau một
khoảng h = 15m
2. Từ các giao điểm của đường nằm ngang với vách và trụ vỉa, lần lượt từ trên
xuống dưới, kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía vách và phía trụ cho tới khi gặp
mặt đất.
3. Tiến hành tính hệ số bóc biên giới K
bg
=
h
h
Q
V
∆
∆
cho phần giới hạn giữa hai vị
trí bờ mỏ liên tiếp đối với tất cả các phân tầng.
Kết quả được thể hiện trong bảng 1.1:
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 5 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Bảng 1.1
TT X
∆V
H
∆Q
H
K
BG
1 -20
793 300 2,64

2 -35
1429 300 4,76
3 -50
2208 300 7,36
4 -65
2988 300 9,96
5 -80
3767 300 12,56
6 -100
4547 300 15,16
4. Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số bóc giới hạn và hệ số bóc biên
giới với chiều sâu khai thác theo kết quả tính toán ở trên.
K
(m
3
/m
3
)
14
0
2
8
12
4
10
20 35 50 65 80 100
X (m)
K
gh
K

bg
6
15
Hình 1.3: Đồ thị xác định chiều sâu cuối cùng H
c
của mỏ
Từ đồ thị trên ta xác định chiều sâu cuối cùng của mỏ là H
c
= 100m.
1.2.3 Xác định biên giới phía trên
a. Xác định chiều rộng của mỏ
Từ mặt cắt dọc của mỏ ta xác định được chiều sâu cuối cùng của mỏ là
H = 86,70m. Cũng từ đây ta xác định được chiều rộng của mỏ AB theo công thức sau:
AB = H
c
(cotgγ
v
+ cotgγ
t
) + M
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 6 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
 AB = 86,70 (cotg30
0
+ cotg30
0
) + 20 = 320,5 m.
320,5
100
B

A
30°
Hình 1.4: Mặt cắt dọc của mỏ
b. Xác định chiều dài của mỏ
Do góc ổn định của đất đá γ
ôđ
=30
0
nên ta lấy góc đầu mỏ δ =30
0

+ Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất:
l =H
c
.cotgδ
= 86,70.cotg30
0
= 150m.
+ Chiều dài mỏ phía trên là :
L
d
= L +2.l = 900 + 2.150=1.200m.
Trong đó:
L
d
: Chiều dài theo phương của vỉa than, m
1.3 Tính trữ lượng trong biên giới của mỏ
1.3.1 Tính trữ lượng than trong biên giới mỏ
Q = M(H
c

- h
o
)L
Trong đó:
M - Chiều dày nằm ngang của vỉa than, M= 20m
H
c
- Chiều sâu cuối cùng của mỏ, H
c
= 86,70m
h
o
- Chiều dày lớp đất phủ, h
0
= 5m
L - Chiều dài theo phương của vỉa than, L = 900m
=> Q = 20(86,70 - 5)900 = 1.470.600m
3
1.3.2 Tính khối lượng đất bóc
Khối lượng trong biên giới của mỏ :(Bỏ qua khối lượng hai đầu mỏ)
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 7 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
V
m
=
( )
mktv
k
LHMgg
H

cotcot
2
2








++
γγ

=
( )
2
86,70
cot 30 cot 30 20.86,70 .900
2
o o
g g
 
+ +
 
 
= 11.684.385 m
3
Khối lượng đất đá bóc trong biên giới mỏ:
V

d
= V
m
- Q = 11.684.385 - 1.470.600 = 10.213.785 m
3
.

Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 8 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ MỞ VỈA
Mở vỉa khoáng sàng là tạo lên hệ thống đường liên lạc, vận tải từ mặt đất trong
và ngoài biên giới của mỏ đến các tầng công tác ở trong mỏ để bóc đi khối lượng đất
đá ban đầu và tạo lên các tầng công tác đầu tiên trong mỏ. Sao cho khi đưa mỏ vào sản
xuất các thiết bị khai thác vận tải hoạt động được bình thường và có hiệu quả.
2.1 Đồng bộ thiết bị sử dụng
Để khai thác than trong mỏ đảm bảo hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế ta sử dụng
đồng bộ thiết bị như sau:
Máy khoan CБШ - 250MH + Máy xúc tay gàu ЭKΓ-5A + Máy xúc thủy lực
gàu ngược PC750 + Ôtô БeлAЗ-7522
Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị được thể hiện trong các bảng sau:
Bảng 2.1: Đặc tính kỹ thuật của máy khoan: СБШ - 250MH
STT Các đặc tính kỹ thuật Đơn vị Thông số
1 Đường kính mũi khoan mm 244,5 - 269,9
2 Chiều sâu lỗ khoan m 32
3 Hướng khoan so với phương đứng Độ 0 ; 15 ; 30
4 Chiều dài cần, truyền động liên tục m 8/8
5 Lực dọc trục tối đa Tấn 30
6 Tốc độ truyền / nâng cần m/s 0,017/0,012
7 Tần số mũi khoan l/s 0,2 - 2,5

8 Mômen xoắn m
3
/s 4,2
9 Truyền khí nén m
3
/s 0,417 - 0,53
10
Công suất động cơ
điện
Toàn bộ máy
kW
400
Xoay 68
Nén khí 200
Di chuyển 44
11 Thiết bị di chuyển - - 60M
12 Tốc độ di chuyển km/h 0,737
13 Áp lực lên đất đá MPa 0,12
14 Kích thước mm 9200x5450x15350
15 Tần số quay đầu mũi khoan v/ph 120
16 Khối lượng máy Tấn 71,5
Bảng 2.2: Đặc tính của máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 9 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
STT Các đặc tính kỹ thuật Đơn vị Thông số
1 Dung tích gầu
Chính
m
3
5,2

Thay thế 3,2 - 7
2 Góc nghiêng cần Độ 45
3 Chiều dài cần m 10,5
4 Chiều dài tay gầu m 7,8
5 Bán kính xúc lớn nhất tại mức đứng máy m 9,04
6 Bán kính xúc lớn nhất m 14,5
7 Chiều cao xúc lớn nhất m 10,3
8 Bán kính dỡ khi chiều cao dỡ lớn nhất m 11,8
9 Chiều cao trục tựa tay gầu m 8,9
10 Chiều cao dỡ lớn nhất m 6,7
11 Bán kính quay của thân máy xúc m 5,25
12 Chiều rộng của thân máy xúc m 5,0
13 Chiều cao máy xúc không tính cần m 8,1
14 Chiều dài bộ phận di chuyển m 6,06
15 Chiều rộng bộ phận di chuyển m 5,24
16 Chiều rộng bánh xích m 0,9
17 Vận tốc khi di chuyển km/h 0,55
18 Khả năng leo dốc Độ 12
19 Áp lực lên đất đá MPa 0,21
20 Lực xúc lớn nhất kN 490
21 Tốc độ nâng gầu m/s 0,87
22 Công suất động cơ kW 250
23 Điện áp lưới V 6.000
24 Thời gian chu kỳ xúc s 23
25 Khối lượng máy kể cả đối trọng T 196
Bảng 2.3: Đặc tính máy xúc PC750
STT Các đặc tính kỹ thuật Đơn vị Thông số
1 Dung tích gầu m
3
3,1

2 Trọng lượng làm việc Kg 71570
3 Công suất động cơ kW 338
4 Tốc độ di chuyển
Max
km/h
4,2
Min 2,7
5 Chiều dài cần m 8,2
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 10 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
STT Các đặc tính kỹ thuật Đơn vị Thông số
6 Chiều dài tay gầu m 3,6
7 Chiều cao xúc lớn nhất m 11,84
8 Chiều cao dỡ lớn nhất m 8,145
9 Chiều sâu xúc lớn nhất m 8,6
10 Bán kính xúc lớn nhất m 13,47
11 Bán kính xúc lớn nhất ở mức máy đứng m 13,46
12 Lực xúc kN 302
13 Áp lực lên đất (khi chiều rộng bản xích) Mpa (mm) 118 (610)
14 Chiều rộng bộ phận di chuyển mm 4110
15 Chiều dài bộ phận di chuyển mm 5810
16 Chiều dài máy khi gập tay gầu mm 14305
17 Chiều cao máy khi gập tay gầu mm 4660
18 Bán kính quay của đuôi máy xúc mm 4245
Bảng 2.4: Đặc tính kỹ thuật của xe rải БeлA3-7522
STT Đặc tính kỹ thuật Đơn vị Thông số
1 Dung tích thùng xe m
3
15
2 Tải trọng Tấn 32

3 Khối lượng xe không tải Kg 21525
4 Khối lượng xe có tải Kg 51525
5 Thời gian nâng hạ ben S 25 – 20
6 Tốc độ tối đa Km/h 50
7 Bán kính quay vòng bé nhất mm 8700
8 Loại động cơ - Diezen
9 Công suất định mức kW 265
10 Dung tích thùng nhiên liệu lít 400
11 Kích thước lốp mm 1800- 25
12 Chiều dài xe m 7,25
13 Chiều rộng xe m 3,48
14 Chiều cao xe m 3,4
15 Nước sản xuất - SNG
2.2 Vị trí của bãi thải và các công trình trên mặt đất
Vị trí bãi thải phải được bố trí ở khu đất có khả năng chứa hết lượng đất bóc
trong suốt quá trình hoạt động mỏ, không có tác động xấu đến công tác mỏ, khoảng
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 11 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
cách vận chuyển đất bóc từ khai trường đến vị trí bãi thải phải nhỏ nhất. Như vậy vị
trí bãi thải phải được bố trí gần tuyến đường ra vào mỏ, và nằm cuối chiều gió thổi vào
khu mỏ, nếu có sườn núi thì bố trí ở sườn núi để tăng khả năng dung lượng chứa đất
đá.
Ngoài bãi thải trên mặt mỏ còn gồm các công trình như: Xưởng nghiền đập
phân loại, xưởng tuyển khoáng, kho chứa quặng hoặc các bunke trung chuyển, các ga
bốc dỡ đất đá và quặng, các phân xưởng sửa chữa cơ khí, văn phòng hành chính, các
công trình phúc lợi công cộng, kho vật liệu, kho thuốc nổ và vật liệu nổ,…Các công
trình này nằm ngoài vùng gây chấn động của nổ mìn, các công trình này càng bố trí
càng gần mỏ càng tốt, bố trí ở nơi san mặt bằng là ít nhất, hướng có tải hướng từ trên
đi xuống. Ngoài ra việc bố trí công trình trên mặt còn phụ thuộc vào kích thước, nhiệm
vụ và tính chất của từng loại công trình. Như nhà sàng tuyển thường bố trí mức thấp

hơn so với tầng khai thác .
2.3 Lựa chọn hình thức mở vỉa
Phương án mở vỉa được xác định trên cơ sở đảm bảo khối lượng và thời gian
xây dựng mỏ nhỏ; cung độ vận tải đất đá ra bãi thải và quặng về kho chứa, nhà máy
chế biến ngắn. Trong quá trình tồn tại của mỏ các công trình mở mỏ ít bị dịch chuyển;
thu hồi được tối đa tài nguyên trong lòng đất; tận dụng được các cơ sở hạ tầng có sẵn
trong khu vực; kết hợp hài hoà với các công trình trên mặt bằng công nghiệp; ít làm
ảnh hưởng tới các công trình và môi trường xung quanh.
Vỉa khoáng sàng nằm trong điều kiện tự nhiên tương đối thuận lợi, địa hình bề
mặt bằng phẳng, góc dốc của vỉa
γ
= 35
0
, chiều dài theo đường phương lớn (900m),
vận tải bằng ôtô nên ta chọn phương án mở vỉa bám vách vỉa, sử dụng hào trong kết
hợp với hào ngoài đối với tầng đầu tiên.
2.4. Thiết kế các tuyến đường hào
2.4.1 Độ dốc của tuyến hào
Do mỏ xuống sâu nên các phương tiện vận chuyển có tải lên dốc, căn cứ
vào độ vượt dốc của phương tiện vận tải nên chọn độ dốc khống chế của tuyến
đường i
0
= 70‰, trong điều kiện thời tiết và khí hậu không thuận lợi như đường trơn
hay do đất đá rơi vãi làm cản trở ô tô khi co tải lên dốc.
2.4.2 Bán kính quay
Bán kính quay nhỏ nhất của đoạn đường vòng được tính bởi:
R =
( )
n
i

v
±
ψ
127
2
,m
Trong đó:
v - Tốc độ ôtô, v = 18km/h
ψ - Hệ số dính giữa bánh xe và đường, ψ = 0,15
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 12 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
i
n
- Độ dốc ngang phần xe chạy của đường, i
n
= 6%
=> R =
( )
12
06,015,0127
18
2
=
+
m.
Kích thước mở rộng của bụng đường là 2 m.
2.4.3 Chiều dài lý thuyết của tuyến đường
Để lấy được khoáng sản ta phải tiến hành mở đường vận tải từ trên mặt đất
xuống vị trí khai thác . Chiều dài của tuyến đường được quy định bởi độ cao điểm đầu
và điểm cuối của tuyến đường và độ dốc khống chế của tuyến đường

Chiều dài lý thuyết của tuyến đường:
0
00
i
HH
tgi
HH
L
cc
lt
−
=
−
=
Trong đó:
H
0
: Độ cao điểm đầu của tuyến , H
0
= 0 m
H
c
: Độ cao điểm cuối của tuyến , H
k
= -106.5 m
i : Góc nghiêng của tuyến đường, độ
i
0
: Độ dốc khống chế của tuyến đường, i
0

=70‰
Vậy L
lt
=
0 ( 91,5)
1.521
0,07
− −
=
m
Trong thực tế chiều dài của tuyến đường cũng lớn hơn chiều dài lý thuyết do có
sự kéo dài đường bởi các đoạn dốc giảm tại những đoạn đường cong và những chỗ tiếp
giáp tuyếnđường hào và tầng công tác.
Chiều dài thực tế của tuyến đường :
L
tt
= k
đ
L
lt
,m
Trong đó:
k
đ
- Hệ số kéo dài tuyến đường. Khi tiếp giáp với mặt phẳng ta chọn k
đ
= 1,4.
Vậy L
tt
=1,4. 1521 = 2.129,4m

Thấy rằng L
tt
≥ L =900m
L

- Chiều dài theo phương của vỉa
Vậy số lần đổi hướng là:
n = (L
tt
/L
m
) – 1 = (2.129,4/900) – 1 =1,366
Ta sử dụng hào lượn vòng, và tuyến đường hào được đổi hướng 1 lần theo
đường phương của vỉa. Vị trí đổi hướng được bố trí trên mặt nền là nửa đào và nửa
đắp.
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 13 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
α
β
0
2R
R
A
A
A - A
Hình 2.1 Sơ đồ xây dựng diện
2.4.4 Chiều rộng của đáy hào cơ bản
Nhiệm vụ chủ yếu của hào cơ bản là vận chuyển khoáng sản có ích và đất đá
thải từ khai trường ra ngoài, vì vậy ta sử dụng hai đường xe chạy và chiều rộng đáy
hào phải đảm bảo cho các phương tiện vận tải hoạt động hiệu quả và an toàn.

Chiều rộng đáy hào B được tính theo công thức:
B = 2(a + y) +x + C+Z (m)
Trong đó:
a - Chiều rộng của ôtô, a = 3,48 m
y - Khoảng cách an toàn từ mép bánh xe đến lề đường, y = 0,5m
x - Khoảng cách an toàn của hai xe chạy ngược chiều,
x = 0,5 + 0,005v
Với: v – Vận tốc xe chạy, v = 18km/h
=> x= 0,5 + 0,005.18 = 0,59 m
C – Chiều rộng rãnh thoát nước, C = 0,7m
Z – Chiều rộng đai trượt lở tự nhiên, z =3,2m
=> B = 2(3,48 + 0,5) + 0,59 + 0, 7 + 3,2 = 12,45m
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 14 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Z
y
a
x
a
y
C
B
Hình 2.1: Sơ đồ xác định chiều rộng đáy hào
2.4.5 Góc nghiêng của thành hào, α
Trong đồ án này cho đất đá có độ kiên cố f = 9 ÷ 10. Để đảm bảo ổn định thì ta
phải chọn góc nghiêng thành hào α = 65÷75. Khi góc α càng lớn thì khối lượng xây
dựng và bóc đất đá càng nhỏ. Như vậy ta chọn góc α =70
0
sẽ thoả mãn được điều kiện
trên.

2.4.6 Tính toán cho các hào
a. Hào ngoài
Hào ngoài được đào từ ngoài biên giới của mỏ vào với độ dốc khống chế
i
0
=70‰. Khi ta sử dụng hào ngoài thì tuyến đường hào là cố định, công tác đào hào
và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào mở vỉa …) trong mỏ là độc lập nhau
rút ngắn thời gian xây dựng mỏ, phân chia các luồng hàng ngay từ thời kỳ đầu sản
xuất. Khi hào ngoài đào xuống sâu thì khối lượng công tác đào hào rất lớn .
Do đó hào ngoài ta chỉ đào đến tầng thứ nhất (0 ÷ -5m). Sau đó sử dụng hào
trong.
Hào ngoài tiếp xúc với tầng có dạng hào đơn có đầu hào thẳng đứng.
 Chiều dài của hào ngoài
L = k
đ
.H/i
o
Trong đó:
H : Độ chênh cao của tuyến hào ngoài, H =5m
i
0
: Độ dốc khống chế của hào, i
0
=70‰
k
đ
: Hệ số kéo dài tuyến đường, hào ngoài k
đ
=1,1
Vậy: L = 1,1.

5
0,07
= 78,57m
 Chiều rộng của hào ngoài
Chiều rộng của hào ngoài được xác định theo công thức sau:
B
1
= 2(a + b + k) + m
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 15 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
70°
k b a
m
a b k
B
1
70°
Hình 2.2: Sơ đồ xác định chiều rộng hào ngoài
Trong đó:
a - Chiều rộng của ôtô, a = 3,48m
b - Chiều rộng của phần lề đường, b = 1,4m
k - Chiều rộng của rãnh thoát nước, k = 0,8m
m - Khoảng cách an toàn giữa hai làn xe, m = 0,7m
=> B
1
=2(3,48 + 1,4 + 0,8) + 0,7 = 12,06 m
b. Hào dốc
Hào dốc tạo ra tuyến đường cho máy xúc và ô tô xuống để tiến hành đào hào
chuẩn bị cho tầng dưới.
Hình 2.3: Sơ đồ thiết kế hào dốc

Chiều dài đoạn hào dốc.
L
d
=h/i
o
, m
Trong đó:
h - Độ chênh cao giữa hai đầu hào, h =15m
i
0
- Độ dốc khống chế của tuyến hào dốc, i
0
=70‰
Vậy L
d
=15/0,07 = 214,29 m
Chiều rộng của tuyến hào dốc B
2
được lấy bằng chiều rộng của hào chuẩn bị (tính ở
dưới).
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 16 Líp:
H
i
0
70°
70°
L
d
B
2

ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
c. Hào chuẩn bị
Hào chuẩn bị thường được đào với độ dốc 3÷ 5‰ giúp cho hào thoát nước.
Chiều dài của hào chuẩn bị bằng chiều dài của vỉa than: L
cb
= 900m.
Hào chuẩn bị là nơi máy xúc trực tiếp xúc bốc nên chiều rộng của hào cũng
phải đảm bảo phù hợp với các thông số của máy xúc.
Nghĩa là: B
3
≤ 2R
xt
Trong đó :
B
3
- Chiều rộng của đáy hào chuẩn bị, m
R
xt
- Bán kính xúc lớn nhất trên mức đặt máy,
với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì R
xt
=9,04m.
Vậy B
3
≤ 2.9,04 = 18,08 m
Trên hào bố trí sơ đồ trao đổi giữa máy xúc và ôtô theo sơ đồ quay đảo chiều.
Vì sơ đồ quay đảo chiều cho ta chiều rộng của hào chuẩn bị nhỏ nhất và tiến độ đào
hào nhanh.
Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế hào chuẩn bị
Chiều rộng của đáy hào theo sơ đồ này được tính như sau:

B
3
= R
a
+2m + 0,5(b
a
+L
a
) , m
Trong đó :
R
a
- Bán kính vòng nhỏ nhất của ôtô, với ôtô đã chọn R
a
= 8,7m
b
a
- Chiều rộng của ôtô, với ôtô đã chọn thì b
a
=3,48m
L
a
- Chiều dài của ôtô, với ôtô đã chọn thì L
a
= 7,25m
m - Khoảng cách an toàn từ chân hào đến ôtô, m =1,5m
=> B
3
= 8,7 + 2.1,5 + 0,5.(3,48 + 7,25) = 17,07m
Như vậy chọn chiều rộng đáy hào chuẩn bị B

3
=17,07 m.
2.5 Tính toán khối lượng mỏ
2.5.1 Hào ngoài
V
n
=






+
α
g
H
B
i
H
cot
32
1
0
2
(m
3
)

Trong đó :

Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 17 Líp:
B
2
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
H - Chiều sâu cuối cùng của hào ngoài, H =10m
i
0
- Độ dốc khống chế của hào ngoài, i
0
= 70‰
B
1
- Chiều rộng của đáy hào ngoài, B
1
=12,06m
α - Góc nghiêng thành hào, α = 70
0
Vậy V
n
=
)70cot
3
10
2
06,12
(
07,0
10
0
2

g+
=10.347,48 m
3
2.5.2 Hào dốc
V
d
=






+
α
g
h
B
i
h
cot
32
2
0
2
Trong đó:
h - Chiều cao tầng, h =15m
i
0
- Độ dốc khống chế của hào dốc , i

0
=70‰
B
2
- Chiều rộng của đáy hào dốc, b
0
= 17,07m
α
- Góc nghiêng của thành hào, α =70
0
Vậy V
d
=






+
0
2
70cot
3
15
2
07,17
07,0
15
g

= 33.283,45 m
3
2.5.3 Hào chuẩn bị
V
cb
= ( B
3
+ hcotgα) hL
cb
, m
3
Trong đó :
B
3
- Chiều rộng đáy hào chuẩn bị, B
3
=17,07m
h - Chiều cao tầng , h =15m
α - Góc nghiêng thành hào, α =70
0
L
cb
- Chiều dài hào chuẩn bị lấy bằng chiều dài của tuyến công tác,
L
cb
=900m.
Vậy V
cb
= ( 17,07 + 15cotg70
0

)x15x900 = 303.345 m
3
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 18 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHAI THÁC
3.1 Lựa chọn hệ thống khai thác
Do vỉa than là quy cách chiều dài theo phương lớn, kết hợp với phương án mở
vỉa đã chọn ta lựa chọn hệ thống khai thác dọc một bờ công tác trình tự phát triển các
công trình mỏ là từ bờ vách sang bờ trụ.
Ưu điểm của hệ thống khai thác này là khối lượng công tác xúc bóc trong thời
kỳ sản xuất bình thường tương đối nhỏ và điều hòa mặc dù khối lượng xây dựng cơ
bản lớn và chậm đưa mỏ vào sản xuất. Các hào cơ bản được bố trí cố định trên bờ
dùng của mỏ nên tổ chức xây dựng, bảo dưỡng đường sá và vận chuyển được cải thiện.
3.2 Các yếu tố của hệ thống khai thác
3.2.1 Chiều cao tầng (h)
Chiều cao tầng là một trong những thông số quan trọng của hệ thống khai thác
(HTKT).
Chiều cao tầng được coi là hợp lí nếu nó đảm bảo: an toàn cho công tác mỏ,
năng suất cao của thiết bị, khối lượng công tác phụ chợ nhỏ, đảm bảo khối lượng khai
thác va bóc đá hàng năm theo qui định và chi phí để hoàn thành các chi phí đó là ít nhất.
Khi khai thác các vỉa dốc xiên va dốc đứng với đất đá cứng và cứng vừa là chủ
yếu, chiều cao tầng được qui định bằng các chỉ tiêu của qua trình công nghệ,tỏn thất,
làm nghèo và sản lượng mỏ yêu cầu. Chi phí để chuẩn bị đất đá cho xúc bốc giảm khi
chiều cao tầng tăng lên. Khi sử dụng máy xúc tay gầu dung tích( 4
÷
8)m
3

chi phí nhỏ

nhất để xúc đất đá đã nổ mìn ứng với chiều cao tầng hợp lí là (12
÷
15)m.
a. Xác định chiều cao tầng đảm bảo cho thiết bị làm việc an toàn
+ Đối với đất đá phải nổ mìn thì chiều cao tầng được xác định theo:
h ≤ 1,5H
xmax
H
xmax
- Chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc, m
Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì H
xmax
= 10,3m => h ≤ 1,5.10,3 = 15,45m.
Với máy xúc PC 750 thì H
xmax
= 11,84m => h ≤ 1,5.11,84 = 17,76m.
+ Đối với đất đá phải nổ mìn thì chiều cao tầng được xác định theo:h ≤ H
xmax
Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì H
xmax
= 10,3m => h ≤ 10,3 m
Với máy xúc PC 750 thì H
xmax
= 11,84m => h ≤ 11,84m
b. Xác định chiều cao tầng theo điều kiện xúc đầy gầu
Theo điều kiện xúc đầy gầu thì chiều cao tầng được xác định theo:
h ≥ 2/3 H
TG
H
TG

- Chiều cao trục tựa tay gầu, m
Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì H
TG
= 8,9m => h ≥ 5,9m
c. Xác định chiều cao tầng theo viện sỹ Mennhicop
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 19 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Theo viện sỹ Mennhicop thì chiều cao tầng được xác định theo công thức:
h=
( )
( )
βαηη
βα
−+ sin1.
sin.sin
7,0
"'
r
d
k
B
,m
Trong đó:
B
d
- Chiều rộng của đống đá sau khi nổ, B
d
= 0,8(R
xmax
+ R

dmax
)
R
xmax
- Bán kính xúc lớn nhất, m
Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì R
xmax
= 14,5m
Với máy xúc PC 750 thì R
xmax
= 13,47m
R
dmax
- Bán kính dỡ tải lớn nhất, m
Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì R
dmax
= 11,8m
Với máy xúc PC 750 thì R
dmax
= 13,47m
α - Góc nghiêng sườn tầng, α = 70
0
β - Góc nghiêng của đống đá nổ mìn, β = 35
0
K
r
- Hệ số nở rời của đất đá, K
r
= 1,45
η

’
- Tỷ số giữa đường cản nhỏ nhất và chiều cao tầng, η
’

= 0,55
η
”
- Tỷ số giữa các hàng lỗ khoan với đường cản nhỏ nhất, η
”
= 0,75
Thay số vào ta được:
Với máy xúc tay gầu ЭКГ - 5A thì h = 12,09m
Với máy xúc PC 750 thì h = 12,38m
Như vậy chiều cao tầng lựa chọn h = 15m, khi xúc than thì ta chia tầng thành
hai phân tầng mỗi phân tầng có chiều cao h
1
= 7,5 m.
3.2.2 Chiều rộng mặt tầng công tác (B
min
)
Chiều rộng mặt tầng công tác nhỏ nhất B
min
phải đảm bảo điều kiện hoạt động
dễ dàng cho các thiết bị xúc bốc và vận tải. Quá trình khai thác áp dụng công nghệ
khoan nổ mìn, nên chiều rộng mặt tầng công tác phải đủ rộng để chứa đống đá nổ mìn,
khu vực bố trí thiết bị máy xúc bốc, tuyến đường vận tải, các thiết bị phụ và đai an toàn.
Trong điều kiện đất đá nổ mìn ,sử dụng giải khấu thông tầng,vận tải bằng ôtô
thì theo điều kiện làm việc của các thiết bị thì chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu
B
min

được tính theo công thức sau:
Z
C
T
C
X A
70°
B
min
δ
Hình 3.1: Sơ đồ xác định chiều rộng bờ công tác
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 20 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
B
min
= A +X +C
1
+T +C
2
+Z ,m
Trong đó:
C
1
- Khoảng cách an toàn từ mép ngoài đường xe chạy đến mép trong lăng trụ
sụt lở: C
1
= 1.6m
C - Khoảng cách an toàn từ mép dưới của đống đá đến mép đường vận tải:
C
2

= 1,6 m
Z - Chiều rộng lăng trụ sụt lở:
Z = h(cotgδ - cotgα
0
)
H - Chiều cao tầng, h = 15m
δ - Góc ổn định đất đá trong tầng, δ = 60
0
α
o
- Góc nghiêng sườn tầng, α = 70
0
Z = 15(cotg60
0
- cotg70
0
) = 3,2m
T - Chiều rộng đường xe chạy:
T = 2a + x = 2.3,48 + 0,59 = 7,55m
X + A = B
đ
- Chiều rộng đống đá sau khi nổ mìn
B
đ
= k
n
. k
v
. k
i

. h.
q
+ (n - 1) b, (m)
K
i
- Hệ số phụ thuộc vào thời gian vi sai giữa 2 hàng mìn
Khi ∆t = 50ms thì k
i
= 0,8
K
v
- Hệ số phụ thuộc vào tính khó nổ của đất đá: k
v
= 4,5
k
n
- Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng lỗ khoan vì lỗ khoan thẳng đứng nên: k
n
= 1
q - Chỉ tiêu thuốc nổ trung bình: q = 0,4kg/m
3
n - Số hàng mìn: n = 2
b - Khoảng cách giữa 2 hàng mìn: b = 9
Vậy B
đ
= 1. 4,5.0,8. 15.
4,0
+ (2 - 1). 9 = 43,15
Do đó chiều rộng tối thiểu của mặt tầng là:
B

min
= 43,15 + 1,6 + 7,55 +1,6 +3,2 =57,1 m => chọn B
min
= 57m.
3.2.3 Chiều rộng dải khấu (A)
Chiều rộng khoảnh khai thác chủ yếu phụ thuộc vào các thông số làm việc của
các thiết bị xúc bốc ,hệ thống vận chuyển và phương phap khai thác. Với đất đá cứng
f =9 - 10 cần áp dụng công nghệ khai thác khoan nổ mìn, khi xác định chiều rộng
khoảnh khai thác ta quan tâm đến số lượng hàng mìn khi nổ, kích thước đường cản
chân tầng và khoảng cách giữa các hàng mìn.
Chiều rộng khoảnh khai thác A xác định theo điều kiện nổ mìn được tính theo
công thức:
A= W
ct
+ (n-1)b ,m
Trong đó:
n - Số hàng mìn, n = 2
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 21 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
W
ct
– Đường cản chân tầng, được xác định theo công thức:
W
ct
= 53.K.d
k
.
m
k
n

.
.
γ
∆
,m
Với:
K - Hệ số tính đến độ khó nổ của đất đá, K=1,1
∆ - Mật độ thuốc nổ, ∆ =0,9 kg/dm
3
k
n
- Hệ số sử dụng thuốc nổ quy đổi, k
n
=0,95
γ
- Trọng lượng riêng của đất đá ,
γ
=2,6 kg/dm
3
d
k
- Đường kính lỗ khoan ,d
k
=0,25 m
Vậy: W
ct
=53.1,1.0,25.
1,1.6,2
95,0.9,0
=7,97 m

Z
b
W
A
70°
h
Hình 3.2: Sơ đồ xác định chiều rộng khoảnh khai thác theo số lượng hàng mìn
Đường cản chân tầng W
ct
phải đảm bảo chất lượng đập vỡ, ngoài ra còn phải
thoả mãn điều kiện an toàn cho các thiết bị khoan và nạp mìn hoạt động.
W
ct

≥
W
at
= h.cotg
α
+ C
Trong đó :
H - Chiều cao tầng, h=15m
C - Khoảng cách an toàn cho máy khoan tính từ trục lỗ khoan hàng ngoài đến
mép trên của tầng , C = 3,5
⇒
W
ct

≥
15.cotg70

o
+3,5 = 8,95m
Vậy ta chọn W
ct
=9 m là hợp lí .
⇒
Khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng mìn.
a = m.W
ct
m - Hệ số khoảng số làm gần lỗ mìn, m = 1
⇒
a = 1.9 = 9 m
⇒
Khoảng cách giữa các hàng mìn.
b = a = 9 m
Thay tất cả những thông số tính ở trên vào ta được chiều rộng khoảnh khai thác:
A =9 +(2 - 1).9 = 18 m
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 22 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
3.2.4 Chiều dài tuyến công tác (L
t
) và luồng xúc (L
x
)
 Chiều dài tuyến công
Chiều dài tuyến công tác phụ thuộc vào hình dạng và kích thước khai trường và
bị ảnh hưởng bởi các yếu tố kỹ thuật như: sản lượng mỏ, chiều dài luồng xúc, năng
suất máy xúc, điều kiện hoạt động của các thiết bị vận chuyển…Chiều dài tuyến công
tác được coi là hợp lý trong điều kiện tự nhiên và kỹ thuật cụ thể khi nó đảm bảo: sản
lượng kế hoạch của mỏ, tốc độ phát triển bình thường của tuyến công tác và chi phí

xúc bóc và vận chuyển là nhỏ nhất. Trên thực tế chiều dài tuyến công tác thay đổi theo
từng tầng.
Khi vận chuyển bằng ôtô, chiều dài tuyến công tác hợp lý theo điều kiện kinh tế
và kỹ thuật như sau:
Bảng 3.1
TT Chiều sâu mỏ, m Chiều dài tuyến công tác, m
1 50 – 150 800 – 1500
2 150 – 250 1100 – 1800
3 250 – 350 1300 – 3000
Như vậy từ bảng trên ta chọn chiều dài tuyến công tác hợp lý là L
t
=900m.
 Chiều dài luồng xúc
Chiều dài luồng xúc phụ thuộc vào năng suất làm việc của máy xúc, hình thức
vận chuyển sử dụng trên mặt tầng:
Theo điều kiện an toàn L
x

≥
50 m
Xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng nổ mìn cho máy xúc làm việc
trong thời gian quy định và dự trữ cần thiết được tính theo công thức:
L
x
=
η

.
.60
xx

knE
hA
tT
,m
Trong đó :
t - Số giờ làm việc trong một ngày đêm của máy xúc, t = 18h
T - Số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn, T =14 ngày
A- chiều rộng khoảnh khai thác, A=18m
h - chiều cao tầng, h=15m
n
x
- Số lần xúc trong 1 phút, n
x
= 2
E - Dung tích gầu xúc, E = 5,2 m
3
k
x
- Hệ số xúc, k
x
=
kr
kxd
k
xđ
- Hệ số xúc đầy gầu, k
xđ
= 0,85
k
r

- Hệ số nở rời của đất đá, k
r
= 1,4
k
x
= 0,85/1,4= 0,60
η - Hệ số đảm bảo gương xúc, η = 0,8
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 23 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Thay vào ta có:
L
x
=
60.18.14
.5,2.2.0,6.0,8
15.18
≈
279,55m
 Kiểm tra theo điều kiện lên dốc của ôtô:
L
lmin

0
900.
2R
h
i
≥ +
Trong đó:
i

o
– Độ dốc không chế của đường hào, i
o
= 70‰
R – Bán kính vòng nhỏ nhất của ôtô, R = 8,7m
=> L
lmin

900.15
2.8,7 210
70
≥ + =
m
Như vậy L
x
= 280 m thỏa mãn.
3.2.5 Số khoảnh khai thác bố trí trên các tầng
Trên mỗi tầng khai thác ta hoàn toàn có thể bố trí các khu vực, khoảnh khai
thác sao cho chiều dài của mỗi khoảnh là hợp lý cho một máy xúc làm việc với năng
xuất xúc lớn nhất. Như đã tính toán ở trên ta có chiều dài của mỗi khoảnh khai thác
nhỏ nhất là L
x
= 280 (m), như vậy ta xác định số khoảnh khai thác bố trí trên các tầng
theo công thức:
N =
2.( - ).
m c ti od
T
L H h ctg
L

γ
+
Trong đó:
L
m
: Chiều dài theo phương của vỉa than, L
m
= 900m
H
c
: Chiều sâu cuối cùng của mỏ, lấy theo số lượng tầng khai thác xuống sâu, H
c
= 87m
h
ti
: Chiều sâu tầng thứ i ,m.
γ
od
: Góc dốc bờ dừng hai đầu mỏ, bằng với góc ổn định của đất đá, γ
od
= 30
0
Như vậy đối với tầng khai thác thứ nhất:
N
1
=
0
900 2(87 5) 30
280
ctg+ −

= 4,23 ; N lấy giá trị chẵn, vậy đối với tầng đầu tiên
thì ta bố trí 4 khoảnh khai thác độc lập.
Tầng thứ 2: N
2
=
0
900 2(87 20) 30
280
ctg+ −
= 4,04; chọn N
2
= 4
Tầng thứ 3: N
3
=
0
900 2(87 35) 30
280
ctg+ −
= 3,86; chọn N
3
= 4
Tầng thứ 4: N
4
=
0
900 2(87 50) 30
280
ctg+ −
= 3,67; chọn N

4
= 4
Tầng thứ 5: N
5
=
0
900 2(87 65) 30
280
ctg+ −
= 3,49; chọn N
5
= 3
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 24 Líp:
ĐỒ ÁN MÔN QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Tầng thứ 6: N
6
=
0
900 2(87 80) 30
280
ctg+ −
= 3,30; chọn N
6
= 3
Tầng thứ 7: N
7
=
0
900 2(87 87) 30
280

ctg+ −
= 3,21; chọn N
7
= 3
*Chiều dài của mỗi tuyến công tác trên các tầng
Ta thấy rằng chiều dài tuyến công tác ( L
t
) thay đổi liên tục khi khai thác xuống
sâu. Trên mặt có chiều dài tuyến công tác là max còn đáy mỏ thì chiều dài tuyến công
tác đạt min.
L
t
= L - 2.h
ti
.cotgδ , m
Trong đó :
L : Chiều dài theo phương trên mặt mỏ, L = 900m
h
ti
: Chiều sâu tầng thứ i ,m.
δ : Góc đầu mỏ, δ =30
0
Vậy:
Tầng 1: L
t
= 900 - 2.5ctg30
0
= 883m
Tầng 2: L
t

= 900 - 2.20ctg30
0
= 831m
Tầng 3: L
t
= 900 - 2.35ctg30
0
= 779m
Tầng 4: L
t
= 900 - 2.50ctg30
0
= 727m
Tầng 5: L
t
= 900 - 2.65ctg30
0
= 675m
Tầng 6: L
t
= 900 - 2.80ctg30
0
= 623m
Tầng 7: L
t
= 900 - 2.87ctg30
0
= 598m
*Chiều dài của mỗi khoảnh trên từng tầng
Tầng 1: L

k
= 221m
Tầng 2: L
k
= 208m
Tầng 3: L
k
= 195m
Tầng 4: L
k
= 182m
Tầng 5: L
k
= 225m
Tầng 6: L
k
= 208m
Tầng 7: L
k
= 199m
3.3 Xác định các thông số làm việc của khai trường
3.3.1 Chiều rộng đai vận chuyển (Bv) và đai bảo vệ (B
b
)
Các tầng trên bờ không công tác (bờ dừng) của mỏ được chia thành các đai vận
chuyển, bảo vệ và dọn sạch. Đai vận chuyển nối liền với các tầng công tác có chiều
rộng phù hợp với chiều rộng yêu cầu của thiết bị vận chuyển. Các đai an toàn hình
thành khi tiến hành bạt thêm bờ mỏ nhằm tăng thêm độ ổn định của bờ cũng như để
ngăn ngừa hiện tượng vùi lấp và tụt lở của những tảng đá từ tầng trên lăn xuống. Các
đai dọn sạch có chiều rộng đủ để các thiết bị dọn sạch (máy gạt, máy xúc cỡ nhỏ, ôtô)

hoạt động theo chu kỳ nhằm giữ cho bờ mỏ khỏi bị vùi lấp.
Nhãm thùc hiªn: Nhãm 1 25 Líp: