QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN 2014
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.6 MB, 70 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
MỤC LỤC
DANH MỤC TRANG
Mở đầu 2
Chương 1: Xác định biên giới mỏ lộ thiên 5
Chương 2: Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàn 14
Chương 3: Thiết kế hệ thống khai thác mỏ 27
Chương 4: Xác định sản lượng mỏ 37
Chương 5: Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ 48
Kết luận 70
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
2
MỞ ĐẦU
Hiện nay nghành công nghiệp khai thác khoáng sản ở nước ta đang
được phát triển và nâng cấp có tính quy mô hơn và lợi ích kinh tế hơn. Khai
thác than là nghành công nghiệp chủ đạo trong công cuộc khai thác khoáng
sản ở nước ta hiện nay. Khoáng sản than đang được khai thác trên cả hai
phương án là khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò. Đối với những mỏ có
vỉa nằm sâu trong lòng đất, chiều dày lớp đất đá phủ lớn so với chiều dày vỉa
quặng thì áp dụng phương pháp khai thác hầm lò mới đem lại lợi ích kinh tế.
Còn những mỏ có vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp đất đá phủ
không lớn, hoặc vỉa có chiều dày lớn thì áp dụng phương pháp khai thác lộ
thiên là đem lại hiệu quả kinh tế nhất.
Tuy nhiên khoáng sản than khai thác ngày càng mai một, để tận thu tối
đa khoáng sản tránh lãng phí trong khi khai thác cần tính toán công nghệ
khai thác, hệ thống khai thác và cơ sở tính toán thiết kế khai thác mỏ phù
hợp, có cơ sở khoa học. Trong chương trình môn học Cơ sở thiết kế mỏ lộ
thiên được đào tạo tại Trường Đại học Mỏ địa chất do TS. Lê Thị Thu Hoa
giảng dậy.
Nhóm sinh viên chúng em đã được cô truyền đạt, phân tích, giảng dậy
hướng dẫn thiết kế mỏ lộ thiên. Để có một tổng thể kiến thức chuyên môn
tốt nhất, sát thực tế nhất cho sinh viên, chúng em đã được cô giao cho một
đề tài về thiết kế khai thác vỉa than bằng phương pháp lộ thiên.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
3
Với nội dung của đề tài như sau:
I - Cho vỉa than có điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật nhƣ sau
1.Điều kiện tự nhiên:
-Vỉa quy cách,có chiều dày và góc cắm không thay đổi, chiều dài theo
phương L=1200m:
- Chiều dày nằm ngang của vỉa M=30m;
- Góc cắm của vỉa
45
o
;
- Chiều dày lớp đất đá phủ h
o
= 10m;
- Góc ổn định trong đất đá của mỏ là 35˚;
- Đất đá có độ cứng f = 9 ÷ 10, than có độ cứng f= 3 ÷ 4;
2.Điều kiện kinh tế-kỹ thuật:
- Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đất đá, a = 60 000 đ;
- Chi phí bóc 1 m
3
đất đá, b = 50 000 đ;
- Giá bán 1 tấn than thương phẩm C
o
= 850 000 đ;
- Giá thành vận chuyển than nguyên khai về nhà máy tuyển C
v
= 100 000 đ;
- Giá thành tuyển 1 tấn than nguyên khai thành than thương phẩm
C
t
= 200 000 đ;
- Khoảng cách trung bình vận chuyển đất đá là 2500m,than là 1500m.
- Mỏ sử dụng máy khoan CБШ-250MH để khoan lỗ mìn; xúc đất đá bằng
máy xúc tay gầu ЭҚҐ-5A; xúc than bằng MXTLGN PC750; vận tải đất đá
và than bằng ô tô БeлAЗ-7522.
II - Nội dung thiết kế:
- Xác định biên giới mỏ;
- Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng;
- Thiết kế HTKT mỏ;
- Xác định sản lượng mỏ ( A
q
, A
đ
);
- Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
4
Tham gia thực hiện đồ án gồm các sinh viên:
STT
Họ và tên
MSSV
Lớp
1.
Lê Như Mỹ ( Nhóm trưởng)
1021040181
Khai thác A-K55
2.
Nguyễn Văn Quân
1021040220
Khai thác A-K55
3.
Phạm Phú Dự
1021030031
Khai thác A-K55
4.
Nguyễn Văn Phương
1021020203
Khai thác A-K55
5.
Lại Văn Sĩ
1021040237
Khai thác A-K55
6.
Akhom Sailat
1021040411
Khai thác A-K55
7.
Nguyễn Trọng Sơn
1021040237
Khai thác A-K55
8.
Trần Văn Riễn
1021040227
Khai thác A-K55
Bằng tất cả sự cố gắng, các thành viên trong nhóm đã đem hết sức mình
để hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên do thời gian có hạn, kinh nghiệm cho
công tác thiết kế chưa có. Do vậy bản đồ án còn nhiều hạn chế. Kính mong
được cô giúp đỡ để nhóm em ngày một hoàn thiện.
Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Giảng
viên Lê Thị Thu Hoa đã giúp nhóm em hoàn thành đồ án này!
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
5
CHƢƠNG 1: XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN
Biên giới mỏ lộ thiên được quy định bởi bờ mỏ và chiều sâu khai thác
với các vỉa có khoáng sản nằm sâu trong lòng đất. Việc xác định mỏ lộ thiên
sẽ đem lại hiệu quả cho mỏ lộ thiên trong quá trình khai thác đảm bảo tân
thu đến mức tối đa trữ lượng khoáng sản trong lòng đất và sử dụng có hiệu
quả vốn đầu tư ban đầu.
Nội dung của chương này gồm việc xác định độ sâu khai thác, biên giới
phía trên mặt đất và biên giới đáy mỏ. Trình bày cách tính toán trữ lượng và
khối lượng đất đá bóc trong biên giới và trữ lượng khoáng sản có ích trong
biên.
1.1 Lựa chọn các thông số
Lựa chọn thông số góc nghiêng bờ dừng phía vách và góc nghiêng bờ
dừng phía trụ (
,
) cũng là vấn đề quyết định quan trong đến hiệu quả
của mỏ lộ thiên. Việc xác định các thông số
,
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
và
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 góc ổn định của đất đá là
nên ta sẽ lựa chọn góc
nghiêng bờ dừng phía vách
và góc nghiêng bờ dừng phía trụ
Hình 1.1. Mặt cắt và các thông số của vỉa
Hc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
6
1.2 Xác định hệ số bóc giới hạn của mỏ
Hệ số bóc giới hạn 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. Vì tại đây
không có mỏ hầm lò hoạt động đồng thời nên hệ số bóc giới hạn sẽ được
tính theo công thức:
(I)
Trong đó:
– giá bán một tấn than thương phẩm
= 850 000 đ
a – chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đá; a = 60 000đ
b – chi phí bóc 1
đất đá b = 50 000đ
– giá thành vận tải than nguyên khai về nhà máy tuyển;
100 000đ
– giá thành tuyển một tấn than nguyên khai thành than thương phẩm;
= 200 000
Thay số vào (I) ta được:
Theo nghiên cứu địa chất, than có trọng lượng riêng
= 1,4 t/m
3
1.3 Chọn nguyên tắc xác đinh biên giới mỏ
Biên giới mỏ lộ thiên bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên như: chiều
dày, độ dốc vỉa, chất lượng và loại khoáng sản hữu ích, điều kiện địa hình,
chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá vây quanh và các yếu tố
kinh tế, kỹ thuật như: giá trị quặng, các chỉ tiêu kinh tế trong dây chuyền
công nghệ khai thác, vốn đầu tư xây dựng cơ bản, tác động của yếu tố thời
gian và tiến bộ kỹ thuật, sản lượng mỏ,
Việc xác định không hợp lý biên giới mỏ lộ thiên sẽ mang lại những
hậu quả xấu cho quá trình hoạt động kinh tế của xí nghiệp mỏ.
Khi đánh giá hiệu quả kinh tế của phương án biên giới mỏ lộ thiên
người ta thường căn cứ vào chỉ tiêu hệ số bóc đất đá và trị số giới hạn của
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
7
nó để làm nguyên tắc so sánh. Tuỳ theo điều kiện cụ thể của khoáng sàng,
phương pháp khai thác và quan điểm khoa học khác nhau mà người ta dùng
hệ số bóc đất đá trung bình, biên giới, thời gian hay sản xuất làm chỉ tiêu
so sánh với hệ số bóc giới hạn.
Những quan điểm đánh giá có thể tóm tắt trong các nguyên tắc sau :
K
gh
K
bg
(K
gh
K
bg
+ K
o
)
K
bg
- hệ số bóc đất đá biên giới, m
3
/m
3
K
o
- Hệ số bóc đất đá ban đầu,
K
gh
K
tb
K
tb
- hệ số bóc đất đá trung bình, m
3
/m
3
.
K
gh
K
t
(K
gh
≥ K
tmax
+ K
đ
+ K
o
)
K
t
- hệ số bóc thời gian, m
3
/m
3
.
K
gh
K
sx
(K
gh
≥ K
sx
+K
đ
).
K
sx
- hệ số bóc đất đá sản xuất trung bình, m
3
/m
3
.
K
đ
- hệ số bóc đất đá đầu mỏ, m
3
/m
3
.
bggh
tbgh
K K
K K
tgh
bggh
tbgh
K K
K K
K K
Khi lựa chọn nguyên tắc xác để xác định biên giới mỏ phải xuất phát từ
hai yêu cầu:
- Tổng chi phí khai thác khoáng sàng là nhỏ nhất ( lãi tối đa )
- Giá thành sản phẩm trong một giai đoạn sản xuất phải nhỏ hơn hay tối
đa bàng giá thành cho phép.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
8
Đối những vỉa có góc cắm ổn định
= 35
và có chiều dày lớp đất phủ
không lớn h
o
=10m và bề mặt bằng phẳng. Vỉa lại có chiều dài theo đường
phương lớn vì:
Trong đó:
L: chiều dài của vỉa theo đường phương; L = 1200m
M: chiều dày nằm ngang của vỉa; M = 30m
: góc nghiêng bờ dừng phía vách, trụ và ở 2 đầu mỏ
f : sai số cho phép khi tính hệ số bóc trung bình; f = 0,15 0,20
chọn f = 0,15
: hệ số bóc giới hạn;
= 13,72 m
3
/m
3
Thay số ta có:
40 >
= 32,88
Như vậy vỉa này là vỉa đơn giản nên ta chọn nguyên tắc
để xác định biên giới của mỏ.
1.4 Xác định chiều sâu khai thác cuối cùng H
c
theo nguyên tắc
Dựa vào phương pháp đồ thị:
Đất đá mỏ có độ cứng f = 9 10 nên để xúc bốc được ta phải làm tơi
sơ bộ bằng khoan nổ mìn. Mỏ sử dụng máy xúc tay gầu ЭKҐ-5A để xúc đất
đá sau khi nổ mìn, theo thông số của máy xúc tay gầu ЭKҐ-5A thì chiều cao
xúc lớn nhất
= 10,0m. Theo điều kiện an toàn cho thiết bị xúc bốc thì
chiều cao tầng được tính như sau:
h ≤ 1,5
= 1,5.10 = 15m
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
9
Như chiều cao tầng đã tính toán thì lựa chọn chiều cao tầng h=15m là
hợp lý và an toàn cho thiết bị xúc bốc. Kẻ những đường thẳng song song
nằm ngang với khoảng cách bằng với chiều cao tầng vừa tính thì h =15 m.
Từ giao điểm của đường song song nằm ngang với vách và trụ vỉa kẻ
các đường xiên góc biểu thị bờ dừng của vỉa cho tới khi gặp mặt đất với
và
Hình 1.2. Mặt cắt dọc của phương pháp lựa chọn biên giới mỏ.
Bằng cách đo trực tiếp trên hình (bằng phần mềm AutoCAD) các diện tích
biểu thị ∆V
i
và ∆Q
i
ta có:
Bảng tính hệ số bóc biên giới mỏ
TT
Độ sâu khai thác (m)
∆V
i
(m
2
)
∆Q
i
(m
2
)
(m
3
/m
3
)
1
-10
442,8
0
0
2
-25
749,7
450
1,6
3
-40
1371,7
450
3,0
4
-55
2055,8
450
4,5
5
-70
2677,7
450
5,9
6
-85
3320,4
450
7,3
7
-100
3963,1
450
8,8
8
-115
4605,7
450
10,2
9
-130
5223,4
450
11,6
10
-145
5916,1
450
13,1
11
-160
6725,6
450
14,9
Bảng 1.1 Hệ số bóc biên giới mỏ theo từng tầng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
10
Ta có đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác:
Hình 1.3. Đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác
Từ đồ thị trên ta thấy
khi chiều sâu khai thác đạt -150m. Vì máy
xúc có thể xúc linh hoạt ở tầng 10 bằng cách múc thêm than xuống thêm 5m
mà không cần xây dựng mặt bằng tầng mới. Vậy chiều sâu khai thác cuối
cùng của mỏ H
c
= -145m.
TRNG I HC M- A CHT N MễN HC QTCN V TK M L THIấN
Lp Khai thỏc A- K55
Nhúm: 04
11
Da vo phng phỏp gii tớch:
H
c
=
.( )
13,72.30
145
cot cot cot 35 cot 35
gh
oo
vt
k M m m
g g g g
(m)
Trong ú:
M: chiu dy va than, M = 30m
m: chiu dy lp t ỏ kp, m = 0m
1.5 Xỏc nh biờn gii trờn mt t
1.5.1 Chiều dài của mỏ
Do góc ổn định của đất đá
ôđ
=35
0
nên ta lấy góc dc đầu mỏ =35
0
- Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất :
l =H
c
.cotg = 145.cotg35
0
= 207(m)
- Chiều dài mỏ phía trên mt t là :
L
m
= L +2.l =1200 + 2.207 =1614 (m)
Trong đó :
L
: Chiều dài theo ph-ơng của vỉa quặng 1200 (m)
1.5.2 Chiều rộng biên giới mỏ phía trên mặt đất
Từ đồ thị ta xác định đ-ợc chiều sâu cuối cùng của mỏ là H
c
=145 m. Với
chiều sâu H
c
trên ta biểu diễn trên mặt cắt đặc tr-ng để xác định biên giới
phía trên mặt mỏ.
Từ mặt cắt ngang đặc tr-ng ta xác định đ-ợc biên giới phía trên mặt đất AB:
AB =H
c
( cotg
v
+ cotg
t
) + M
Thay số vào:
AB = 145.(cotg35
o
+ cotg35
o
) +30 = 444 (m)
* Ta cng cú th xỏc nh biờn gii trờn mt t ca m bng Autocad.
Da vo mt ct va v mt ct khi xỏc nh chiu sõu khai thỏc cui cựng ta
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
12
có thể xác định được được biên giới mỏ phía trên mặt đất là 444 m, khoảng
cách từ đầu vỉa phía vách tới bờ mỏ phía trụ là 372 m.
Hình 1.4. Mặt cắt xác định biên giới mỏ trên mặt đất
Hình 1.5. Bình đồ ranh giới kết thúc khai thác
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
13
1.6 Tính trữ lƣợng trong biên giới mỏ
1.6.1 Trữ lượng than trong biên giới mỏ
Trong đó:
M: chiều dày nằm ngang của vỉa, M = 30m
: chiều sâu cuối cùng của mỏ,
: chiều dày lớp đất phủ,
L: chiều dài theo phương của vỉa than, L = 1200m
Vậy
1.6.2. Khối lượng đất đá bóc
Khối lượng trong biên giới của mỏ :(Bỏ qua khối lượng hai đầu mỏ).
Trong đó:
: chiều sâu cuối cùng của mỏ,
M: chiều dày nằm ngang của vỉa, M = 30 m
: góc nghiêng bờ dừng phía vách, trụ
L: chiều dài theo phương của vỉa than, L = 1200m
Vậy
Khối lượng đất đá bóc trong biên giới mỏ:
Để công tác thiết kế mỏ đạt được hiệu quả cao khi đưa mỏ vào hoạt
động. Để các thông số trong bản thiết kế phù hợp với các thông số của các
thiết bị làm việc trên mỏ. Do đó ta chọn một số thiết bị đồng bộ để đưa vào
hoạt động trên mỏ như: Máy khoan, loại thuốc nổ , máy xúc, máy ủi ,ôtô
kèm theo các thông số làm việc của chúng. Thông số của các loại máy được
đề cập ở trong phần riêng. Chế độ làm việc trong năm là 300 ngày, mỗi ngày
làm việc 3 ca và mỗi ca làm việc 8 giờ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
14
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ MỞ VỈA
Để khai thác khoáng sản trong lòng đất, công việc đầu tiên cần phải
làm đó là công tác mở vỉa. Mở vỉa nhằm tạo nên các tuyến đường giao thông
trên các tầng nối với các tuyến đường chính, tới các kho tàng bến bãi hoặc
nơi tiêu thụ và tạo ra mặt bằng công tác đầu tiên sao cho khi đưa mỏ vào sản
xuất các thiết bị hoạt động bình thường. Đảm bảo khả năng vận chuyển
khoáng sản có ích và đất đá bóc từ các tầng công tác lên mặt đất hoặc mặt
bằng công nghiệp mỏ theo thiết kế yêu cầu.
Mở vỉa là khâu đầu tiên quan trọng có quan hệ chặt chẽ đến việc lựa
chọn HTKT và việc bố trí các công trình trên mặt đất để khai thác than có
hiệu quả.
Phương pháp mở vỉa phụ thuộc vào địa hình của toàn khu vực cấu tạo
của vỉa như thế nằm và góc dốc, chiều dày của vỉa, hình thức vận tải. Với
mỗi phương pháp nhất định sẽ xác định một trật tự khai thác khoáng sản, chế
độ công tác mỏ và mang lại hiệu quả kinh tế nhất định.
Phương án mở vỉa được chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Khối lượng và thời gian xây dựng mỏ nhỏ.
- Chi phí vận tải trong mọi thời kỳ là nhỏ nhất.
- Thu hồi tối đa tài nguyên trong lòng đất , tận thu được các cơ sở hạ
tầng vốn có trong khu vực (điện ,nước, giao thông…).
- Khối lượng các công tác san gạt tạo mặt bằng nhỏ nhất.
- Đảm bảo vệ sinh môi trường, đảm bảo an toàn trong suốt thời kỳ
khai thác.
- Kết hợp hài hoà các công trình trong mặt bằng công nghiệp, ít ảnh
hưởng đến các công trình công nghiệp, nông nghiệp trong vùng lân cận, ít
gây tác động ảnh hưởng đến môi trường
2.1 Vị trí bãi thải và các công trình trên mặt đất
Do vỉa dốc nghiêng không bố trí được bãi thải trong nên phải sử dụng
bãi thải ngoài. 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 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
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
15
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.
2.2 Chọn hình thức hào mở vỉa
Khoáng sàng có thể mở vỉa bằng hào trong hoặc hào ngoài, tùy thuộc
theo điều kiện địa hình và các yếu tố thế nằm của vỉa. Thông thường người
ta dùng phương pháp hỗn hợp (kết hợp mở vỉa bằng hào ngoài và hào trong),
các tầng phía trên thì sử dụng hào ngoài, các tầng phía dưới thì sử dụng hào
trong.
Ưu điểm của phương pháp mở vỉa hỗn hợp là:
Tuyến đường hào cố định.
Công tác đào hào và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào mở
vỉa…) trong mỏ độc lập với nhau do vậy mà rút ngắn được thời gian xây
dựng mỏ.
Cho phép phân chia các luồng hang ngay từ thời kì đầu sản xuất.
Khi mỏ khai thác xuống sâu thì khối lượng đào hảo nhỏ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
16
d
d
Hình 2.1. Hệ thống khai thác BD(h)(b)(ng)
2.3 Các tuyến đƣờng hào trong mỏ
2.3.1 Tuyến đường hào ngoài
Đường hào đi từ mặt bằng sân công nghiệp lên khai trường. Nó được
dùng vận chuyển than từ mỏ ra, đưa đón công nhân lên công trường. Khi
khai thác xuống sâu, những tuyến đường hào bán cố định sẽ được di chuyển
dần vào trụ vỉa và được đào đến khi các tuyến hào này có góc nghiêng bờ
dừng đạt 35
o
thì dừng và trở thành cố định. Tùy theo mức độ suống sâu mà
các hào cố định này dùng làm đai vận chuyển hoặc đai dọn sạch hoặc đai
bảo vệ cho các đai này phải đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và đảm bảo
yêu cầu vận tải than đất từ dưới moong lên mặt bằng mỏ.
2.3.2 Tuyến đường hào trong tạm thời
Là tuyến đường hào dùng cho công tác vận tải than và đất đá từ dưới
moong khai thác lên mặt bằng, được phân bố theo từng giai đoạn sản xuất
sao cho phù hợp với yêu cầu khai thác của từng giai đoạn khối lượng đất
bóc cho các tuyến hào này được tính vào khối lượng đất bóc sản xuất do vậy
không ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
17
2.4 Vị trí và các thông số của tuyến hào mở vỉa
2.4.1 Vị trí của tuyến đường hào mở vỉa
Vị trí của tuyến hào trong không gian được xác định bởi bình đồ và mặt
cắt dọc của tuyến, tức là bởi hình chiếu bằng và hình chiếu đứng của tuyến.
trong bài này ta bố trí hào mở vỉa ở trung tâm vỉa than. Hào xuất phát từ đầu
mỏ xuống các tầng.
2.4.2 Các thông số của tuyến hào mở vỉa
L
d
i
d
A
A
70
Bh
o
H
h
Hình 2.2. Hình dạnh của tuyến hào mở vỉa.
2.4.2.1 Tiết diện ngang của hào
Tùy thuộc vào vị trí phân bố của vỉa than mà hình dạng tiết diện của
hào sẽ khác nhau. Đối với các vỉa nằm ở dạng bằng phẳng, tiết diện của hào
sẽ có dạng hình thang.
Đối với bài toán này, do chiều dày lớp đất phủ không lớn (h
o
= 10m)
thỳ ta sẽ đào hào ở trung tâm rồi phát triển ra hai bên cánh của vỉa than.
Tiết diện của hào sẽ có dạng như sau:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
18
Hình 2.3. Hình dạng tiết diện ngang của hào
2.4.2.2 Độ dốc dọc của tuyến hào
Do mỏ sử dụng hình thức vận tải than và đất đá bằng ô tô БeлAЗ-7522
nên độ dốc khống chế của đường xác định theo điều kiện đảm bảo khối
lượng vận chuyển qua hào chính và công suất động cơ của thiết bị:
(%)
Trong đó:
N: công suất động cơ, kW
: hiệu suất chuyển động của động cơ (0,850,90)
: hệ số bì của ô tô
: khối lượng hàng phải vận chuyển qua đường hào trong ca,
: khoảng cách an toàn giữa các ô tô khi chuyển động, m
: sức cản chuyển động cơ bản của ô tô, kG/t
Khi ta sử dụng hình thức vận chuyển bằng ô tô thì độ dốc khống chế là:
.
Vậy ta chọn độ dốc dọc của hào
= 7 %
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
19
2.4.2.3 Độ dốc siêu cao của tuyến hào
Độ dốc siêu cao xác định theo công thức:
Với:
V: vận tốc xe chạy; km/h
R: bán kính đường cong
: hệ số lực ngang tính toán;
Để đảm bảo an toàn cho xe chạy trên đường cong thì độ dốc siêu cao
thường có trị số từ 3% đến 6%. Ta lấy i
n
= 5%
2.4.2.4 Bán kính vòng cho phép của các đoạn đường cong.
Bán kính cong của tuyến đường hào phụ thuộc vào bán kính vòng của ôtô
được xác định theo công thức:
Trong đó:
V: vận tốc xe chạy; lấy V = 20 km/h
: hệ số lực ngang tính toán;
Chọn
: độ dốc siêu cao của tuyến hào
“ +”: đường siêu cao mặt đường nghiêng về phía tâm đường cong
“ – “: trắc ngang hai mái mà xe chạy ở làn ngoài
Ở đây ta bố trí đường siêu cao mặt đường nghiêng về phía tâm đường
cong.
Vậy
Chọn R
v
= 23 m
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
20
2.4.2.5 Kích thước của hào
A
A
A-A
Hh
Bh
Bh
Bh
Hình 2.4. Hình dạng tuyến hào chuẩn bị .
H
h
: chiều cao thẳng đứng tính từ mép trên đến mép dưới của hào;
(m)
H
h
= 15 (m)
B
h
: chiều rộng đáy hào; (m)
Ta sử dụng hình thức nhận tải của ô tô là quay đảo chiều nên chiều rộng đáy
hào nhỏ nhất được xác định theo công thức:
Với:
R
v
: bán kính vòng của đường; R
v
= 23 m
: chiều rộng thùng xe ô tô;
: chiều dài xe ô tô;
c: khoảng cách an toàn giữa ô tô và mép dưới của thành hào;
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
21
c = 0,4 0,6m. lấy c = 0,4m
Vậy
= 23 + 0,5.(3,48 + 7) + 2.0,4 = 29,04 (m)
Chọn chiều rộng đáy hào thực tế là B
h
= 30 m
2.4.2.6 Chiều dài hào
Hình 2.5. Các hình thức tiếp giáp của tuyến hào với các tầng công tác.
Chiều dài hào theo lí thuyết được xác định theo công thức:
Trong đó:
H
1
: độ cao điểm cuối của tuyến đường hào, H
1
= -145m
H
2
: độ cao điểm đầu của tuyến đường hào, H
2
= 0 m
: góc nghiêng của tuyến đường hào
: độ dốc dọc của tuyến hào
= 7%
Vậy
Chiều dài hào thực tế được xác định theo công thức:
.
Với k
d
: hệ số kéo dài đường; k
d
thông thường
chọn k
d
= 1,3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
22
2.4.2.7. Xác định số lần đổi hướng của tuyến hào.
Số lần đổi hướng cần thiết được xác định theo công thức sau:
n
đ
=
pho
d
Li
Hk
.
.
(lần)
Trong đó:
H - Độ chênh cao điểm đầu và điểm cuối của tuyến đường, H = 145 m
k
d
- Hệ số kéo dài tuyến đường, k
d
= 1,3
i
0
- Độ dốc khống chế của tuyến đường, i
0
= 0,07
L
ph
- Chiều dài theo phương của mỏ, L
ph
= 1200 m
Thay số vào biểu thức trên ta có:
n
đ
=
1,3.145
0,07.1200
= 2.2 lần
Ta chọn số lần đổi hướng sẽ là 2 lần.
Hình 2.6 Hình dạng tuyến đường hào khi khai thác xuống sâu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
23
2.4.2.8. Tuyến hào lượn vòng.
Tuyến đường hào lượn vòng được sử dụng khi vận tải bằng ô tô, phần
diện tích quay xe tại chỗ lượn vòng thường được bố trí ở sườn dốc và có 3
loại sau:
- Có nền ở dạng đào hoàn toàn
- Có dạng nửa đào nửa đắp
- Có nền ở dạng đắp hoàn toàn
Trong thực tế thường áp dụng dạng nửa đào nửa đắp. Vì vậy ta chọn tuyến
hào lượn vòng ở dạng này:
R
A-A
A A
2R
O
Hình 2.6: Sơ đồ xây dựng diện tích lượn vòng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
24
Khối lượng đắp:
V
đắp
=
3
2
3
n
KR
; m
3
Khối lượng đào:
V
đào
=
3
2
3
b
KR
; m
3
Trong đó:
)sin(
sin.sin
,
)sin(
sin.sin
- góc dốc sườn hào ; = 70
0
- góc ngiêng ngiêng bờ mỏ bố trí diện tích lượn vòng, = 35
0
- góc ngiêng mép đường phần sườn đắp, = 45
0
- hệ số chú ý đến phần đầu phần cuối của nửa đào, nửa đắp, = 1,13
K
b
, K
n
- hệ số kể đến góc ở tâm bao bởi phần nửa đào, nửa đắp
Lấy K
b
= K
n
= 0,43
R- bán kính vòng tại chỗ lượn vòng, R = 23 m
Thay vào ta có :
= 0,9
= 2,34
V
đắp
=
3
2
.0,9.23 .0,43.1,13
3
= 155 m
3
V
đào
=
3
2
.2,34.23 .0,43.1,13
3
= 400 m
3
2.4.2.9. Xác định khả năng thông qua của tuyến đường hào.
Khả năng thông qua của tuyến đường hào được xác định theo công thức :
o
L
Knv
N
1000
, xe/giờ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN
Lớp Khai thác A- K55
Nhóm: 04
25
Trong đó :
v - Tốc độ của xe ô tô trên đường mỏ, v = 20 km/h
n - Số làn xe chạy, n = 2
K - Hệ số tính đến mức độ chạy không đồng đều k = 0,6
L
o
- Khoảng cách an toàn khi 2 xe chạy cách nhau theo quy
phạm an toàn:
L
o
= 50 m
Thay các giá trị tính toán ta có:
50
6,0.2.20.1000
N
= 480; xe/giờ
Mỗi ca đảm bảo thời gian làm việc là 8 giờ năng lực thông qua của
tuyến theo ca là 480.8 = 3840 xe/ca. Trong điều kiện mỏ sản xuất 3 ca liên
tục một ngày đêm thì năng lực thông qua của tuyến đường là 3840.3 =11520
xe/ngày đêm
2.4.2.10. Đường cong chuyển tiếp
Bố trí đường cong chuyển tiếp là để cho bánh trước của ô tô chuyển
hướng một cách từ từ cho tới góc chuyển hướng cần thiết tương ứng với bán
kính đường cong tròn, làm cho lực li tâm tăng từ từ đỡ gây ra xóc ngang khi
xe đi vào đường cong tròn.
Chiều dài đường cong chuyển tiếp tính theo công thức:
Với:
V: vận tốc xe chạy, V = 20 km/h
R: bán kính đường cong tròn, R = 23 m
I: độ tăng gia tốc li tâm, thường lấy I = 0,5 m/s
2
Vậy:
0,04 m
2.4.2.11. Độ mở rộng mặt đường
Khi bố trí đường hai làn xe, thì trị số của độ mở rộng được xác định
theo công thức:
