đồ án môn học cơ sở thiết kế mỏ lộ thiên

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

MỤC LỤC
STT

DANH MỤC

TRANG

1

MỞ ĐẦU

2

4

Chương I. Xác định biên giới của mổ lộ thiên

4

5

Chương II. Thiết kế mở vỉa

10

6

Chương III. Hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị trên mỏ

21

7

Chương IV. Sản lượng mỏ lộ thiên

31

8
9
10

Chương V. Tính toán các khâu sản xuất chính trong dây chuyền
công nghệ trên mỏ lộ thiên
Chương VI. Các vấn đề về ổn định, cung cấp điện – nước, thoát
nước, an toàn và môi trường trên mỏ lộ thiên
KẾT LUẬN

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

43
68
72

Trang 1

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

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 Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam giảng
dậy. Nhóm sinh viên chúng em đã được thầy 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 thầy giao cho một đề tài
về thiết kế khai thác vỉa than bằng phương pháp lộ thiên.
Nội dung đề tài nhƣ sau:
I. Điều kiện tự nhiên:
- Cho vỉa than quy cách, có chiều dày và góc cắm không thay đổi, chiều
dài theo phương L = 1000m;
- Chiều dày nằm ngang của vỉa M = 25m;
- Góc cắm của vỉa γ = 300;

- Chiều dày lớp đất đá phủ h0= 15m;
- Góc ổn định trong đất đá mỏ là γôđ = 300;
- Đất đá có độ cứng trung bình fd= 9-10, than có độcứng ft= 3-4;
II. Điều kiện kinh tế kỹ thuật:
- Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đất đá, a= 60.000đ;
- Chi phí bóc 1 m3 đất đá, d = 50.000đ;
- Giá bán 1 tấn than thương phẩm C0= 800.000đ;
- Giá thành vận tải than nguyên khai về nhà máy sàng tuyển Cv=100.000đ;
- Giá thành tuyển 1 tấn than nguyên khai thành than thương phẩm
Ct=150.000đ;
- Khoảng cách trung bình vận chuyển đất đá là 2500m, than là 1500m.
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 2


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

- 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.
III. Nội dung yêu cầu thiết kế:
Phần thuyết minh:
- Xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc Kgh ≥ Kbg;
- Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng;
- Thiết kế HTKT mỏ;
- Xác định sản lượng mỏ;

- Tính toán sơ lượng thiết bị sử dụng trong mỏ.
Phần bản vẽ:
- Bình đồ và mặt cắt của mỏ (có thể hiện vỉa than và biên gới mỏ);
- Bình đồ kết thúc xây dựng cơ bản mỏ;
- Bình đồ kết thúc khai thác mỏ.
Tham gia thực hiện Đồ án gồm các sinh viên:
3. Hoàng Văn Dũng – Nhóm trưởng;
2. Đinh Quang Cảnh;
3. Nguyễn Tiến Đức;
4. Hoàng Ngọc Điệp;
5. Trần Ngọc Hưng.
Bằng tất cả cố gắng bản thân và 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 chưa mang lại kết quả tuyệt đối.
Kính mong đợc sự tận tình hướng dẫn của các thầy cô và đồng nghiệp tham gia
đóng góp để bản đồ án hoàn thành tốt hơn nữa. Em xin chân thành cám ơn sự
giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Giảng viên PGS.TS. Bùi Xuân Nam đã giúp em
hoàn thành đồ án này.

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 3


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

CHƢƠNG I

XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI CỦA 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
giới mỏ.
I. LỰA CHỌN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ: γv , t
Lựa chọn thông số góc nghiêng bờ dừng phía vách và góc nghiêng bờ
dừng phía trụ (v, t) cũng là vấn đề quyết định quan trong đến hiệu quả của mỏ
lộ thiên. Việc xác định các thông số v , 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 t và 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 dốc ổn định của đất đá là có ôđ = 300 và góc cắm của vỉa
quặng  = 400, vỉa than và đất đá nằm hơi thoải nên ta chọn t = 400 và v =300 sẽ
thoả mãn về mặt kinh tế - kỹ thuật nhất.
Hình 1. Mặt cắt và các thông số của vỉa

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 4


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

II. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÓC GIỚI HẠN CỦA MỎ (Kgh)

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.
C a
Kgh = o
b
Trong đó:
Cp - Giá thành khai thác cho phép Cp = 800 000đ/tấn
a - Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đá; a = 60 000đ/tấn
b- Chi phí bóc 1m3 đất đá b=50 000đ/m3
Thay số vào ta được:
800000  60000
 14,8m3/tấn
Kgh =
50000
Theo nghiên cứu địa chất than có khối lượng thể tích: t = 1,4 tấn/m3.
Kgh = 14,8 x 1,4 = 20,7 m3/m3.
III. CHỌN NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ

Để xác định biên giới của mỏ lộ thiên có 5 nguyên tắc xác định:
1)
Kgh ≥ Kbg
2)
Kgh ≥ Ktb
3)

Kgh ≥ Kt
4)
Kgh ≥ Ksx + K0
5)
Ktb ≤ Kgh≥ Kbg
Đối những vỉa có góc cắm ổn định  = 400 và có chiều dày lớp đất phủ
không lớn h0=15m và bề mặt bằng phẳng. Như vậy vỉa này là vỉa đơn giản nên
ta chọn nguyên tắc Kgh ≥ Kbg để xác định biên giới của mỏ.
IV. XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU KHAI THÁC CUỐI CÙNG Hc THEO NGUYÊN
TẮC Kgh ≥ Kbg

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 ЭҚҐ-5A để xúc đất đá sau khi
nổ mìn, theo thông số của máy xúc tay gầu ЭҚҐ-5A thì chiều cao xúc lớn nhất
Hxmax= 10,0m. Theo điều kiện an toàn cho thiết bị xúc bốc thì chiều cao tầng
được tính như sau:
h ≤ 1,5Hmax = 1,5.10,0 = 15m.
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.

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 5


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54

Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

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 t = 400 và
v =300.
Hình 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 ∆Vki và ∆Qki ta có:
Bảng tính hệ số bóc biên giới mỏ
Bảng số 1
Khối lƣợng đất đá
Khối lƣợng than thu Hệ số
STT Độ sâu khai
3
bóc ∆Vki (m )
đƣợc ∆Qki (m3)
Kbgi
thác, m
1
-15
1 262 300
0
0,0
2
-30
1 336 800
583 000
2,3
3

-45
1 994 700
583 000
3,4
4
-60
2 652 500
583 000
4,5
5
-75
3 310 400
583 000
5,7
6
-90
3 968 200
583 000
6,8
7
-105
4 698 400
583 000
8,1
8
-120
5 201 400
583 000
8,9
9

-135
5 941 800
583 000
10,2
10
-150
6 599 600
583 000
11,3
11
-165
7 257 500
583 000
12,4
12
-180
7 915 400
583 000
13,6
13
-195
8 573 200
583 000
14,7
14
-210
9 231 000
583 000
15,8
15

-225
9 888 900
583 000
17,0
16
-240
10 546 800
583 000
18,1
17
-255
11 204 600
583 000
19,2
18
-270
11 862 500
583 000
20,3
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 6


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

VKi

: Hệ số bóc đất đá biên giới.
Q Ki
Ta thấy tại độ sâu -270m có Kbg ≈ Kgh.
Ta có đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác:

Kbgi =

Hình 3. Đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác

Trên đồ thị Hc là hoành độ giao điểm của 2 đường Kgh = 20,7 và Kbg=f(H).
Dựa vào đồ thị ta xác định được Hc = 270m.
V. XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI TRÊN MẶT ĐẤT

Tại độ sâu khai thác cuối cùng Hc ta kẻ một đường thẳng song song nằm
ngang. Từ giao điểm của đường thẳng này với vách và trụ vỉa ta kẻ hai đường
xiên góc biểu thị bờ dừng của mỏ. Khi hai đường xiên này gặp mặt đất ta xác
định được biên giới mỏ phía trên mặt đất. Dựa vào mặt cắt vỉa và mặt cắt khi
xác định chiều sâu khai thác cuối cùng ta có thể xác định được được biên giới
mỏ phía trên mặt đất A - B= 851,6m (đo trực tiếp bằng phần mềm Autocad).

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 7


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

Hình 4. Mặt cắt xác định biên giới mỏ trên mặt đất

Với tỷ lệ 1:1 xác định chương trình Autocad ta có thể xác định được
khoảng cách từ đầu vỉa phía vách tới bờ mỏ phía vách II-B = 794,8m, và xác
định khoảng cách từ đầu vỉa phía trụ tới đầu bờ mỏ phía trụ I-A = 17,8m.
Từ diện tích ranh giới trên mặt ta có bình đồ kết thúc khai thác :
Hình 5. Bình đồ ranh giới kết thúc khai thác

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 8


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

VI.6 TÍNH TRỮ LƢỢNG TRONG BIÊN GIỚI MỎ

1. Trữ lƣợng quặng trong biên giới mỏ
Từ bảng tính hệ số bóc biên giới (bảng số 1) ta có thể xác định được trữ
lượng than trong biên giới mỏ.
Q =Qki
Trong đó:

Q

ki

- Tổng trữ lượng than trong các tầng khai thác, Qki=9911000m3.

Vậy :
Q = 9 911 000 (m3).
2. Khối lƣợng đất đá bóc
Khối lượng trong biên giới của mỏ :(Bỏ qua khối lượng hai đầu mỏ). Từ
bảng tính hệ số bóc biên giới (bảng số 1) ta có thể xác định được khối lượng đất
đá phải bóc trong biên giới mỏ.
V =Vki, (m3).
Trong đó: Vki - Tổng khối lượng đất đá phải bóc, Vki=113446 000m3.
Vậy : V = 113 446 000m3.
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.

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 9


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

CHƢƠNG II

THIẾT KẾ MỞ VỈA
Mở vỉa khoáng sàng là tạo nên hệ thống đường vận tải, đường liên lạc 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 nên 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 đạt được một tỷ lệ xác định sản lượng thiết kế của mỏ.
Tiêu chuẩn để đánh giá một phương án mở vỉa hợp lý là khối lượng và
thời gian xây dựng mỏ nhỏ, cung độ vận tải của đất đá ra bãi thải và quặng về
kho chứa , bến cảng hay nhà máy gia công chế biến , trong qua trình tồn tại của
mỏ các công trình mở vỉa ít bị di chuyển , 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…), 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.
I. 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 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 .
II. VỊ TRÍ VÀ HÌNH THỨC HÀO MỞ VỈA

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khoáng sản dựa vào ưu nhược
điểm của phương pháp mở vỉa ta mở vỉa bằng hào hỗn hợp, công trình mỏ phát
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 10


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

triển từ trái sang phải. Hào chuẩn bị là hào hoàn chỉnh bám vách vỉa. Hào cơ
bản là hào di động bán hoàn chỉnh trên các tầng khai thác.
III. CÁC TUYẾN ĐƢỜNG HÀO TRONG MỎ

1. Tuyến đƣờng hào cố định
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 30o
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. Tuyến đƣờng 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.
IV. VỊ TRÍ VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA TUYẾN ĐƢỜNG HÀO CƠ BẢN

1. Vị trí của tuyến đƣờng hào cơ bản
Do góc dốc của vỉa bằng góc nghiêng bờ dừng phía trụ, hướng vận tải của
khoáng sản có ích và đất đá từ các tầng về phía đầu mỏ, hào cơ bản được xuất
phát từ đầu mỏ xuống các tầng và được bố trí một phần bên ngoài biên giới mỏ
dưới dạng hào ngoài ở tầng đầu tiên, kết hợp với hào trong. Toàn bộ tuyến
đường hào được bố trí trên bờ dừng phía trụ. Trình tự khai thác được tiến hành
bắt đầu từ đáy hào chuẩn bị bám trụ vỉa và phát triển từ trụ sang vách kết hợp
với khai thác khoáng sản có ích. Hào cơ bản được hình thành trên bờ dừng phía
trụ ngay sau khi khai thác hết lượng khoáng sản trên phạm vi một tầng.
2. Tính toán các thông số của tuyến đƣờng cơ bản
a. Độ dốc dọc của tuyến đƣờng
Do mỏ khai thác xuống sâu xuống tới -270m nên các phương tiện vận
chuyển có tải lên dốc, căn cứ quy phạm thiết kế đường ô tô quy định độ dốc lớn
nhất và căn cứ vào độ vượt dốc của phương tiện vận tải là ôtô БeлAЗ-7522 có
độ dốc khống chế là i0 =(60 - 80)‰. Vì 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 có tải
lên dốc nên ta chọn độ dốc khống chế của tuyến đường io = 70‰.
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 11

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

b. Bán kính quay chỗ đoạn cong
Bán kính cong nhỏ nhất của đường

V2
RMIN =
,m
127(   in )
Trong đó : V - Vận tốc xe chạy trên đoạn đường vòng; V = 20 km/h
µ- Hệ số lực ngang; µ ≤0,1, chọn µ = 0,1.
in - Độ dốc ngang của đoạn đường cong; 40‰
20 2
 22 ,5m
 RMIN =
127 (0,1  0,04 )

Khi ôtô chạy qua đường cong phía ngoài phải được nâng lên và mở rộng
phần xe chạy.
Trên đoạn đường vừa dốc vừa cong, thì độ dốc lớn nhất của đường xe
chạy được xác định trong giáo trình vận tải mỏ .

it  i0

2

 i2n

,( ‰).

Trong đó :
i0 - Độ dốc chỗ đường vòng i0 = 45‰.
in - Độ dốc ngang của đường in = 40‰.
Vậy :
in 

0,042  0,0452

 0,06

it = 60 ‰
Phần mở rộng cho đoạn cong là :
C = 2(RMIN -

2
RMIN
 L2 ) ( m )

Trong đó :
L - Chiều dài xe ; L = 7,25 m
RMIN - Bán kính vòng nhỏ nhất ; RMIN = 22,5m
 C = 2(22,5 -

22,52  7,252 )  2,4m

Vậy bề rộng mặt đường chỗ cong là: 22,5 + 2,4 = 24,9 ,m.
c. Kết cấu nơi tiếp giáp của tuyến hào với đƣờng ô tô

Nơi tiếp giáp của hào với đường ô tô nằm trên bờ công tác, ta thiết kế khu
vực đệm ngang có chiều dài bằng tổng bán kính vòng của đường ô tô và chiều
rộng của tầng công tác, độ dốc trên đoạn đường cong được xác định theo công
thức :
ic = i0 - 6 + 0,1R ,%;
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 12


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

Trong đó :
io - Độ dốc dọc của đường, i0 = 7%;
R - Bán kính vòng, R = 22,5 ,m;
ic = 7 - 6 + (0,1×22,5) = 3,25%;
d. Chiều dài của tuyến đƣờng.
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.
H  Hk H0  Hk
Llt  0

,m
tgI
i0

Trong đó:
H0 - Độ cao điểm đầu của tuyến , H0 = 0 m;
Hk - Độ cao điểm cuối của tuyến , Hk = -270m;
I - Góc nghiêng của tuyến đường, độ
i0 - Độ dốc khống chế của tuyến đường, i0 =70‰
0  (270 )
Vậy: Llt =
= 3858, m.
0,07
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 tuyến đường hào và tầng công tác .
+ Chiều dài thực tế của tuyến đường.
Ltt = kd .Llt ,m
Trong đó: kd - Hệ số kéo dài tuyến đường. Khi hào trong tiếp giáp với các
đoạn nằm ngang kd = 1,4÷1,6, chọn kd = 1,5.
Vậy Ltt =1,5 × 3858 = 5787, m.
Như vậy Ltt ≥ L = 1000, m. L: Chiều dài theo phương của vỉa  tuyến
đường hào phức tạp.
e. Số lần đổi hƣớng của tuyến đƣờng
Ltt 5787

n=
= 5,787
L p 1000
Vậy tuyến đường hào được đổi hướng 6 lần theo đường phương của vỉa.
Vị trí đổi hướng được bố trí trên mặt nền là nửa đào và nửa đắp được thể hiện
như sau.

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 13


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

Góc nghiêng của thành hào:
Góc nghiêng thành hào được chọn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất
đá xung quanh .
Do độ cứng đất đá  = 9  10 độ nứt nẻ trung bình, ta chọn góc nghiêng
thành hào  = 700 .
Tính khối lượng hào đổi hướng:
Do mặt đường của đai vận tải nhỏ hơn bán kính quay của thiết bị vận tải.
Nên vị trí đổi hướng được bố trí trên mặt nền là nửa đào và nửa đắp.
Khối lượng nửa đào và nửa đắp tính gần đúng theo công thức:
2
3
+ Phần nửa đào: V1 =  .R .K b . , m3
3
2
3
+ Phần nửa đắp: V2 = ..R .K n . , m3
3
Trong đó :
=

sin  . sin 

sin  . sin 
, =
sin    
sin    

 - Góc nghiêng bờ trụ,  = 400
 - Góc nghiêng thành hào, ta lấy  =700
 - Góc nghiêng mép tầng phần đắp,  = 450
 - Hệ số kể đến phần cuối của nửa đào nửa đắp,  = 1,18
Kb, Kn - Hệ số kể đến góc tâm bao bởi phần nửa đào, nửa đắp.
Trong trường hợp này Kb =Kn = 0,43;
R : Bán kính chỗ lượn vòng, R = 22,5m;

sin 70 0. sin 40 0
 1,2
=
sin 70 0  40 0





sin 45 0. sin 40 0
 5,23
=
sin 45 0  40 0



Vậy:



2
3
3
V1 = .1,2.22,5 .0,43.1,18  4624m
3
V2 =

2
.5,23.22,53.0,43.1,18  20151m3
3

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 14


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

f. Chiều rộng đáy hào cơ bản
Hình 6. Kích thước của đáy hào cơ bản

Z

K

α

α

y a
x a y
Để giảm khối lượng xây dựng ta chọn loại đường 2 chiều:
B1 =Z +T +K
Trong đó :
Z - Chiều rộng đai trượt lở tự nhiên, lấy Z =3, m;
T - Chiều rộng làn xe chạy, m;
T = 2( a +y) + x, m
a - Chiều rộng của ôtô, với ôtô БeлA3-7522 thì a =3,48 m;
y - Kích thước phần lề đường, m;
x - Khoảng cách an toàn giữa hai làn xe, m;
Theo Zamkhaev đề nghị dùng các trị số x, y như sau:
Do 2 xe chạy ngược chiều nên x = y = 0,5 + 0,005.V
V - Tốc độ xe chạy, trên mỏ lấy V = 20km/h
Vậy x = y = 0,5 + 0,005 × 20 = 0,6 m, lựa chọn x=y=1,0m để đảm bảo an
toàn;
K - Chiều rộng rãnh thoát nước, K = 0,5m
Vậy B1 = 3 + 2(3,48 +1,0) + 1,0 + 0,5 = 13,46 m
Vậy để phương tiện hoạt động được an toàn trong mọi điều kiện thời tiết
ta chọn B1 = 15 m.
g. Năng lực thông xe của tuyến đƣờng hào
Năng lực thông qua của tuyến đường hào được xác định theo công thức:
N=

1000V

d

, xe/giờ

Trong đó:
V - Là vận tốc xe chạy trong mỏ, V = 20km/h;
d - Là khoảng cách tối thiểu giữa 2 xe; d = x =1m;
Vậy

N=

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

1000 .20
= 20000, xe/giờ;
1,0
Trang 15


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

Thực tế chỉ có sấp xỉ khoảng 100 xe/h, mhư vậy khả năng thông qua của
tuyến hào chính là đảm bảo.
V. LOẠI HÀO VÀ HÌNH DÁNG LOẠI HÀO

1. Hào ngoài
Hào ngoài được đào từ ngoài biên giới của mỏ vào với độ dốc khống chế

i0 =80‰. 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 sau đó sử dụng hào trong.
Chiều dài tuyến hào ngoài:
L = kđ.

H
i0

,m

Trong đó:
H - Độ chênh cao của tuyến hào ngoài, H =15m
i0 - Độ dốc khống chế của hào, i0 = 80‰
kđ - Hệ số kéo dài tuyến đường, hào ngoài kđ =1,1
15
Vậy:
L = 1,1.
= 206,25 ,m.
0,08
Chiều rộng của tuyến hào ngoài:
Hình 7. Hình dáng của tuyến hào ngoài

H

°
70



I

70
°

H0

HC
bo

B2 = 2(a + y + K ) + x, m

Trong đó:
a - Chiều rộng của của ôtô , A = 3,48m
y - Chiều rộng phần lề đường, a = 1,0m;
K - Chiều rộng rãnh thoát nước, k =0,5m;
x - Khoảng cách giữa 2 xe, m = 1,0m;
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 16


TRNG I HC M - A CHT

Lp TCKT-K54
ỏn mụn hc C s thit k m l thiờn

Vy
B2 =2(3,48 +1,0 + 0,5) + 2 = 11,9m. Vy phng tin hot ng c
an ton trong mi iu kin thi tit v m bo hn ch xõy dng tuyn ng
ho ta chn B2 = 13m.
2. Ho dc
Ho dc to ra tuyn ng cho mỏy xỳc v ụ tụ xung tin hnh o
ho chun b cho tng di.
Chiu di on ho dc:
Ld =

h
io

, m.

Trong ú: h - chờnh cao gia hai u ho, h =15 m
i0 - dc khng ch ca tuyn ho dc, i0 =80
Vy:

Ld =

15
= 187,5 m.
0,08

Chiu rng ca tuyn ho dc c la chn bng chiu rng ca ho
chun b(tớnh di).
3. Ho chun b
Ho chun b c o bỏm vỏch va, l ni trc tip ly khoỏng sn.
Cng l tuyn cụng tỏc u tiờn ca mt tng.

dc khng ch ca ho chun b:
Ho chun b thng c o vi dc 3 5 giỳp cho ho thoỏt
nc.
Chiu di ca ho chun b:
c o dc theo phng ca va t u va n cui va.
Lcb =L =1000m.
Chiu rng ca ho chun b:
Hỡnh 7. S ỏy ho chun b

Sơ đồ đáy
hào chuẩn bị

Ho chun b l ni mỏy xỳc trc tip xỳc bc nờn chiu rng ca ho
cng phi m bo phự hp vi cỏc thụng s ca mỏy xỳc.
Ngha l: b 2Rxmax
Ging viờn: PGS.TS. Bựi Xuõn Nam

Trang 17


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

Trong đó :
b - Chiều rộng của đáy hào chuẩn bị, m
Rxmax - Bán kính xúc lớn nhất trên mức đặt máy, với máy xúc ЭКГ-5A
thì Rxmax =14,4m.
Vậy:

b  2×14,4 = 28,8m.
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.
Mặt khác: b  R0 +2m + 0,5b0 +L0 , m
Trong đó :R0 - Bán kính vòng nhỏ nhất của ôtô, Với ôtô БeлA3-7522 đã
chọn thì R0 = 8,5m;
b0 - Chiều rộng của ôtô, với ôtô đã chọn thì b0 =3,48m;
L0 - Chiều dài của ôtô, với ôtô đã chọn thì L0 = 7,25m;
m - Khoảng cách an toàn từ chân hào đến ôtô , m = y = 1m;
Vậy:
b  8,5 +2×1 + 0,5×3,48+ 7,25 = 19,19m.
Như vậy chọn chiều rộng đáy hào chuẩn bị theo giá trị trung bình giữa hai
phương pháp tính cho ô tô và máy xúc thì b = 24m. Để đảm bảo an toàn khi xúc
bốc và vận tải.
VI. TÍNH TOÁN KHỐI LƢỢNG HÀO

1. Khối lƣợng của hào ngoài
H 2 B2 H
(  cot g ) , m3;
Vn =
i0 2
3

Trong đó: H - Chiều sâu cuối cùng của hào ngoài, H =15m;
i0 - Độ dốc khống chế của hào ngoài, i0 = 80‰;
B2- Chiều rộng của đáy hào ngoài, B2 =13m;
 - Góc nghiêng thành hào,  = 700;
15 2 13 15
(  cot g 70 0 ) =59400 m3.

Vậy:
Vn =
0,08 2 3
2. Khối lƣợng hào dốc

h2 b h
(  cot g ) ,m3;
Vd =
i0 2 3
Trong đó: h - Chiều cao tầng, h =15m
i0 - Độ dốc khống chế của hào dốc , i0 = 80‰;
b - Chiều rộng của đáy hào dốc, b = 24m;
0
 - Góc nghiêng của thành hào,  =70 ;
15 2 24 15
(  cot g 70 0 ) =74869 m3;
Vậy:
Vd =
0,08 2
3
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 18


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

3. Khối lƣợng hào chuẩn bị
Vcb = ( b +h×cotg)h×Lcb , m3
Trong đó: b - Chiều rộng đáy hào chuẩn bị, b =24m;
h - Chiều cao tầng , h =15m;
 - Góc nghiêng thành hào,  =700;
Lcb - Chiều dài hào chuẩn bị lấy bằng chiều dài của tuyến
công tác, Lcb=1000m.
Vậy:
Vcb = ( 24 +15×cotg700)15×1000 = 1 017 895m3;
4. Khối lƣợng hào mở vỉa
Vmv= Vcb +Vd = 1 017 895 + 74 869 = 1 092 764m3;
Hình 8. Mặt cắt ngang đặc trưng và bình đồ của sơ đồ mở vỉa

Biªn giíi má

Hµo dèc

hµo chuÈn bÞ

Hµo ngoµi

VØa than

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 19


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

VII. PHƢƠNG PHÁP ĐÀO HÀO

Khi đất đá mềm hoặc cứng vừa có thể sử dụng máy xúc MXTLGN PC750 và máy xúc tay gầu ЭКГ-5A xúc trực tiếp đổ tải lên ô tô БeлA3-7522.
Khi đất đá cứng hoặc rắn chắc trước khi sử dụng máy xúc để xúc bốc phải
làm tơi sơ bộ bằng phương pháp khoan nổ mìn.
Sau đó dùng máy gạt để san gạt đáy hào cho bằng phẳng tạo điều kiện cho
ô tô làm việc có năng suất.
Để giảm hệ số tổn thất làm nghèo quặng, với hào mở vỉa được chia thành
2 phân tầng mỗi phân tầng cao 7,5 m.

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 20


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

CHƢƠNG III

HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ TRÊN MỎ
Hệ thống khai thác (HTKT) của một mỏ lộ thiên là trình tự xác định để
hoàn thành các công tác chuẩn bị, xúc bóc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ
thiên hoạt động được an toàn, kinh tế và thu hồi tới mức tối đa trữ lượng công
nghiệp của quặng trong lòng đất.

Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên có quan hệ chặt chẽ với việc sử dụng
đồng bộ các thiết bị trong mỏ. Mối quan hệ giữa hệ thống khai thác với đồng bộ
thiết bị sử dụng thể hiện ở sự phù hợp giữa các thông số của yếu tố hệ thống
khai thác (Chiều cao tầng, chiều rộng làm việc của tầng, chiều rộng của tầng vận
chuyển, độ dốc đường hào, chiều dài tuyến công tác, chiều dài luồng xúc…) phù
hợp với thông số làm việc của thiết bị sử dụng.
I. LỰA CHỌN HỆ THỐNG KHAI THÁC (HTKT)

Dựa vào phương pháp mở vỉa đã chọn thì ta chọn hệ thống khai thác dọc
một bờ công tác, với hướng phát triển bờ công tác là từ trụ sang vách. vận tải
bằng ô tô đổ ra bãi thải ngoài.
Ưu điểm của HTKT này là: Giảm khối lượng XDCB, đưa mỏ vào sản
xuất nhanh, nhanh ra than, sớm thu hồi vốn đầu tư, tạo ra diện tích khai trường
lớn có thể điều hoà hoặc tăng sản lượng.
II. ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ

Đồng bộ thiết bị trên mỏ Lộ thiên có ý nghĩa quyết định trong việc phát
huy hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh của mỏ. các thiết bị được coi là
đồng bộ khi chúng có sự phù hợp lẫn nhau về thông số làm việc. Một đồng bộ
được coi là hợp lý khi nó phù hợp với điều kiện tự nhiên như (địa hình, điều
kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, thế nằm của vỉa và cấu trúc thân
quặng. v. v...).
Đồng bộ thiết bị trên mỏ gồm các thiết bị đáp ứng dây chuyền công nghệ
khi lựa chọn đồng bộ phải tuân theo những nguyên tắc sau:
+ Kết cấu của đông bộ phải phù hợp với tính chất cơ lý của đất đá bao
quanh.
+ Kết cấu của đồng bộ thiết bị phải tương ứng với kích thước khai trường,
quy mô sản suất, thời gian tồn tại mỏ, chất lượng sản phẩm ngoài ra phải có đủ
độ mềm dẻo cần thiết khi có sự thay đổi nhỏ điều kiện làm việc.
Các thiết bị trong từng công đọan phai phù hợp nhau về các thông số làm

việc, năng suất phù hợp với nhau và phù hợp với sản lượng mỏ đông thời phải
có dự phòng sử dụng khi cần thiết.
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 21


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

Số lượng thiết bị trong cùng công đọan càng lớn càng ít càng năng suất
tuy nhiên phải phù hợp cho cả hệ thống khai thác và phù hợp với khả năng đầu
tư, giá thành sản phẩm.
Đồng bộ thiết bị đặc biệt phải đảm bảo về mặt an toàn và không gây ô
nhiễm môi trường.
Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khu mỏ, đất đá bao quanh vỉa có
độ cứng f=910. Đồng thời phù hợp với HTKT, phương pháp mở vỉa đã chọn
ta chọn đồng bộ thiết bị cho mỏ như sau:
1. Công tác làm tơi đất đá
Để phá vỡ đất đá lựa chọn phương pháp phá đá bằng khoan nổ mìn. Sử
dụng máy khoan CБШ-250MH để khoan đất đá phá đá bằng thuốc nổ ANFO
cho khu vực đất đá khô, ANFO chịu nước cho đất đá có độ ngậm nước cao và
mồi nổ phi điện.
2. Công tác xúc bốc
Sử dụng máy xúc tay gầu ЭКГ-5A để xúc đất đá.
Máy xúc TLGN PC-750 để xúc than.
3. Công tác vận tải
Dùng xe ô tô БeлA3-7522 tải trọng 27 tấn, để chở đất đá và than khai

thác.
4. Kiểm tra mối quan hệ của đồng bộ thiết bị
Mối quan hệ giữa dung tích gàu xúc và tải trọng xe phải đảm bảo điều
kiện: Khi sử dụng MXLTGN PC750 thì Q = (4,5.E + a) 3 L , tấn;
Trong đó: Q- Tải trọng ô tô, tấn;
Et- Dung tích gàu xúc của MXLTGN PC750, Et = 3,2m3;
L- Khoảng cách vận chuyển đất đá từ gương ra bãi thải; L = 3km;
a- Hệ số được xác định theo E; Với E ≤ 4  a = 2;
Vậy: Q = (4,5×3,2 + 2). 3 3 = 23,6tấn;
Khi sử dụng tay gầu ЭКГ-5A thì Q = (4,5.E + a) 3 L
Trong đó: Q - Tải trọng ô tô, tấn;
Eđ - Dung tích gàu xúc của tay gầu ЭКГ-5A, Eđ = 5m3;
L- Khoảng cách vận chuyển đất đá từ gương ra bãi thải; L = 3km;
a- Hệ số được xác định theo E; Với E ≥ 4  a = 3;
Vậy: Q = (4,5×5 + 3) 3 3 = 32,4tấn;
Như vậy qua hai phương án lựa chọn đồng bộ ta sử dụng loại xe 27 tấn
nhãn hiệu xe БeлA3-7522 là hợp lý.
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 22


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

III. CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC

1. Chiều cao tầng

Chiều cao tầng là một thông số rất quan trong của hệ thống khai thác, vì
vậy khi lựa chọn chiều cao tầng cần chú ý :
Loại và kiểu thiết bị khai thác và vận chuyển, tính chất cơ lý đá mỏ;
Khi khai thác các vỉa dốc nghiêng và dốc đứng, chiều cao tầng còn ảnh
hưởng chỉ tiêu chung của mỏ( khối lượng xây dựng cơ bản, thời gian xây dựng
cơ bản, tốc độ xuống sâu của mỏ, chiều dài tuyến đường vận tải);
Chiều cao tầng hợp lý là phải đảm bảo chi phí bóc đất đá và khai thác là
nhỏ nhất và an toàn lao động.
Theo điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ lý của đát đá thì h được
xác định:
h = 0,7×a

sin  . sin 
, m;
k r .η(1  η)sin(α  β)

Trong đó:
a- Chiều rộng đống đá sau khi nổ mìn tính ở bên dưới,
a = 0,8(Rx + Rd), sử dụng máy xúc tay gầu ЭКГ-5A để xúc đất đá
sau khi nổ mìn nên Rx = 14,4m; Rd = 12,65m. Vậy a = 21,3m;
 - Góc nghiêng sườn tầng;  = 700;
β - Góc nghiêng của đống đá sau khi nổ mìn khi ta lấy; β = 350;
kr - Hệ số nở rời của đống đá; kr = 1,4;
η’- Tỷ số giữa đường kháng chân tầng và chiều cao tầng;

W
η’ =
= 0,55÷0,7 theo giáo trình thiết kế mỏ lộ thiên của Hồ Sỹ
h
Giao, vậy lấy η’ = 0,6;

η”- Tỷ số giữa khoảng cách hàng mìn và đường kháng chân tầng;
b
η” =
= 0,75÷0,85, lấy η” = 0,8;
W
sin 700. sin 350
Vậy h = 0,7×21,3
= 12m;
1,4  0,6(1  0,8).sin(700  350 )

Theo điều kiện đảm bảo an toàn cho thiết bị xúc bốc
h  1,5×Hxmax, m;
Hxmax = 10,0 - Chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc;
h  1,5×10,0 = 15m;
Kết hợp 2 điều kiện trên ta chọn: h = 15m để đạt hiệu quả kinh tế và an
Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 23


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên

toàn khi sản xuất. Đối với những tầng khai thác than để giảm tổn thất và làm bẩn
than ta chia tầng thành 2 phân tầng, mỗi phân tầng có chiều cao h’ = 7,5m.
2. Chọn góc nghiêng sƣờn tầng
Dựa vào bảng 1.2 giáo trình " Quy trình công nghệ khai thác và cơ sở
thiết kế mỏ lộ thiên " Tham khảo giáo trình " Phá vỡ đất đá bằng phương pháp

khoan - nổ mìn " ta có:
Bảng 3.1: Trị số của góc nghiêng sƣờn tầng
Bảng số: 2
Góc nghiêng
sƣờn tầng
Loại đất đá
Độ kiên cố (f)
(độ)
Rất cứng, đồng nhất và đẳng hướng
20
90
Cứng và rất cứng
1520
75  85
Cứng và cứng vừa
814
65  75
Cứng vừa
37
55  65
Tương đối mềm và mềm
12
40  55
Mềm và đất thực vật
0,6  0,8
25  40
Với mỏ có độ cứng f = 9  10, theo bảng góc nghiêng sườn tầng 650 
750, để hợp lý đồ án chọn góc nghiêng sườn tầng =700.
3. Chiều rộng khoảnh khai thác
Chiều rộng khoảnh khai thác chủ yếu phụ thuộc vào thông số làm việc

của thiết bị xúc bốc, hình thức vận chuyển sử dụng và phương pháp khai thác.
Với đất đá cứng, áp dụng công nghệ khoan nổ mìn vào phá vỡ đất đá thì
chiều rộng luồng xúc A phải tính theo các thông số khoan nổ mìn
Theo điều kiện nổ mìn:
A = W +(n - 1)b, m;
Trong đó:
W - Đường kháng chân tầng tính theo điều kiện an toàn
W ≥ Wat = h.cotg +C
h – Chiều cao tầng, h=15m;
C - Khoảng cách an toàn cho máy khoan tính từ trục lỗ khoan
đến mép trên của tầng, thường lấy C =3m;
 - Góc nghiêng sườn tầng,  = 700;
Wat = 15×cotg700 +3 = 8,46m;
Vậy lấy W = 8,5 m (hợp lý);
b - Khoảng cách giữa hàng thuốc nổ, để nổ hiệu quả ta chọn
mạng nổ tam giác đều (với phương pháp nổ vi sai);

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 24


TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

b = a×sin600 = 8,5.

Lớp TCKT-K54
Đồ án môn học Cở sở thiết kế mỏ lộ thiên
3
= 7,36 (m);

2

hd

h

a - Khoảng cách giữa các lỗ khoan trong hàng,
a=m×W=1,0×8,5 = 8,5m; (m- Hệ số làm gần giữa các lỗ khoan m=0,8×1,2);
n - Số hàng lỗ khoan dự kiến trong bãi nổ, lấy n =2;
Vậy: A = 8,5 +(2 -1)×7,36 = 15,86 m
Để thoả mãn điều kiện trên ta chọn A = 16m.
4. Xác định chiều rộng đống đá nổ mìn
Bd = Kn×Kv×q×h + ( n -1 )B
Trong đó:
Kn - Là hệ số kể đến mức độ khó nổ của đất đá Kn = 5;
Kv - Hệ số phụ thuộc vào thời gian nổ vi sai Kv = 0,9;
q- Là chỉ tiêu thuốc nổ với thuốc nổ ta chọn thì q= 0,45kg/m3;
b- Là khoảng cách giữa 2 hàng mìn b = 7,36m;
n- Số hàng mìn n = 2;
Vậy: Bd = 5×0,9×0,45×15 + (2 - 1) ×7,36 ≈ 38 m;
Kiểm tra chiều rộng đống đá nổ mìn theo điều kiện xúc bình thường
của máy xúc:
Abt = (1,5÷1,7).Rxt;
Rxmax - Bán kính xúc lớn nhất trên tầng máy đứng, Rxmax =14,4m;
Abt =1,7×14,4 = 24,5 m.
Theo điều kiện xúc hợp lý thì chiều rộng đống đá nổ mìn Bd ≤ 2Abt
Như vậy Bd = 2×Abt = 2×24,5 = 48,8m, lựa chọn chiều rộng đống đá nổ
mìn Bd= 38m là hợp lý.
Hình 9. Bề rộng đống đá sau khi nổ mìn



X

A

Bd

Giảng viên: PGS.TS. Bùi Xuân Nam

Trang 25