VẬN TẢI VÀ THOÁT NƯỚC

179

chơng v:

VậN TảI Và THOáT NƯớC


180

VậN TảI
v.1 - Khái niệm
Vận tải là khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ khai thác khoáng sản
nói chung và khai thác than nói riêng. Việc vận chuyển, xúc bốc khoáng sản, đất
đá, vật liệu, thiết bị và ngời
ời trong xí nghiệp mỏ chiếm khối l ợng rất lớn. Nó là
một trong những khâu chủ yếu quyết định hiệu quả khai thác. Chi phí cho vận tải
chiếm tới 50 ữ 60% tổng chi phí trong quá trình khai thác và tăng nhanh khi tiến
hành khai thác xuống sâu.
Việc lựa chọn hệ thống vận tải hợp lý có ý nghĩa rất quan trọng trong việc
giảm chi phí và hạ giá thành sản phẩm, ngoài ra nó còn đảm bảo cho quá trình sản
xuất đợc nhịp nhàng và liên tục.
Vận tải trong mỏ hầm lò là công tác phức tạp bao gồm nhiều giai đoạn vận tải
khác nhau nh: Vận tải lò chợ, vận tải qua họng sáo, vận tải lò dọc vỉa, lò xuyên vỉa,
vật liệu vận tải cũng rất đa dạng về chủng loại và kích thớc.
1. Yêu cầu của hệ thống vận tải
- Sơ đồ vận tải đơn giản, tuyến vận tải ngắn, quá trình vận tải liên tục, ít sự
cố trong quá trình vận tải, than ít bị vỡ vụn và rơi vãi.
- Thiết bị vận tải tiêu thụ ít năng lợng, có tính an toàn cao khi vận hành.
- Việc sử dụng đồng bộ thiết bị là cao nhất, thuận tiện cho việc sửa chữa và
thay thế.
- Phù hợp với các dạng kích thớc khác nhau.

- Đảm bảo an toàn trong hầm lò, nơi có không gian chật hẹp.
- Giảm tối đa các điểm dỡ tải và chất tải.
- Đáp ứng đầy đủ yêu cầu trong mỏ.
2. Nhiệm vụ của công tác vận tải
- Vận chuyển khoáng sản từ nơi khai thác đến nơi tiêu thụ.
- Vận chuyển ngời, vật liệu, thiết bị tới nơi làm việc.
- Vận chuyển đất đá thải ra bãi thải.
3. Công tác vận tải mỏ chịu ảnh hởng của các yếu tố
- Sản lợng ngày đêm của mỏ.
- Sơ đồ hệ thống mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ.
- Điều kiện áp dụng của đờng lò.
- Điều kiện về khí bụi nổ của mỏ


181

V.2 - Vận tải trong lò
V.2.1 - Hệ thống vận tải trong lò
Hệ thống các thiết bị vận tải trong lò đợc sử dụng và bố trí nh sau:
- Vận tải ở lò chợ dùng máng trợt.
- Vận tải ở lò song song chân dùng máng cào.
- Vận tải ở lò dọc vỉa vận tải mức -60 dùng xe goòng, đầu tàu điện.
- Vận tải ở lò xuyên vỉa vận tải mức -60 dùng xe goòng, đầu tàu điện.
- Vận tải ở giếng nghiêng chính dùng băng tải.
- Vật liệu và thiết bị đợc vận tải bằng tời trục, các tích chuyên dụng hoặc
mang vác thủ công.
V.2.2 - Phân tích và chọn sơ đồ vận tải
Khai thác cụm vỉa than V.13, V.14 và V.15 khu trung tâm mỏ than Ngã Hai
Công ty TNHH một TV than Quang Hanh áp dụng sơ đồ hệ thống vận tải nh sau:
- Vận tải than: Than khai thác từ lò chợ đ ợc vận tải bằng máng trợt xuống lò

song song chân sau đó đợc máng cào đa đến và rót qua họng sáo xuống goòng ở lò
dọc vỉa vận chuyển tiếp theo đó than đợc đầu tầu kéo ra trạm quang lật đổ vào
bunke chứa than, rót vào băng tải và vận tải theo giếng chính lên mặt bằng sân
công nghiệp mỏ.
- Vận tải vật liệu và thiết bị: Vật liệu và thiết bị đ ợc tập kết tại mặt bằng mức
+52 và đợc vận tải vào trong lò bằng các tích chuyên dụng, băng tời trục hoặc bằng
thủ công.
Sơ đồ hệ thống vận tải mỏ đợc thể hiện trên Hình V.1.


182

H×nh V.1.


183

V.2.3 - Phân tích và chọn thiết bị vận tải, tính toán và kiểm tra thiết bị vận
trong các đờng lò, lò chợ, lò vận chuyển chính
chính
1. Vận tải trong lò chợ
Lò chợ có góc dốc trung bình = 300, áp dụng công nghệ khấu than bằng
khoan nổ mìn, thiết bị vận tải trong lò chợ là máng trợt.
a) Chọn kích thớc máng trợt
Kích thớc của máng đợc chọn dựa trên năng suất yêu cầu của tuyến vận tải
xác định bởi công thức:
Q yc =

Ang .k
Tng

, tấn/h.

Trong đó:
Ang-đ - Sản lợng ngày đêm của gơng lò chợ, Ang-đ = 636,6tấn/ng-đ.
k - Hệ số không đồng đều trong khai thác, k = 1,5.
Tng-đ - Thời gian làm việc ngày đêm của tuyến vận tải, Tng-đ = 16h.
Thay số ta đợc:
Q yc =

Ang .k
Tng

=

636,6 ì 1,5
= 58,68 tấn/h.
16

Máng trợt đợc chọn có kích thớc nh sau:
- Chiều dài mỗi cầu máng : lm = 1m.
- Chiều rộng máng : B = 0,4m.
- Chiều cao máng : h = 0,15m.
b) Số cầu máng trợt dùng trong lò chợ
Số lợng máng trợt cần bố trí trong lò chợ đợc xác định theo công thức:
n mt =

lc
, máng.
l mt 0,03

Trong đó:
lc - Chiều dài lò chợ, lc = 100m.
lmt - Chiều dài mỗi cầu máng trợt, lmt = 1m.
Thay số ta đợc:
n mt =

lc
100
=
= 103 máng.
l mt 0,03 1 0,03

c) Kiểm tra năng suất vận tải của máng trợt
Năng suất vận tải của máng trợt đợc xác định bởi công thức:
Qm = 3600.F0 .v. . , tấn/h.
Trong đó:
F0 - Diện tích tiết diện ngang của dòng vật liệu trên máng đợc xác
định gần đúng theo công thức F0 = Bìh = 0,4ì0,15 = 0,06m2.


184

v - Vận tốc nhỏ nhất của dòng vật liệu trên máng, v = 0,5m/s.
- Hệ số chất đầy máng, = 0,5.
- Trọng lợng thể tích của than, = 1,5tấn/m3.
Thay số ta đợc:
Qm = 3600.Fm .v. . = 3600 ì 0,06 ì 0,5 ì 0,5 ì 1,5 = 81 tấn/h.
Năng suất vận tải của máng trợt lớn hơn năng suất yêu cầu của tuyến vận
tải, vì vậy kích thớc máng trợt đã chọn hợp lý.

d) Kiểm tra điều kiện tự trợt của than trên máng
Kiểm tra theo điều kiện:
tg f
Trong đó:
- Góc nghiêng đặt máng, = 300
f - Hệ số ma sát giữa than và máng, f = 0,4.
Thay số ta đợc: tg 300 = 0,577 > f = 0,4 Đảm bảo than tự trợt trên máng.
2. Vận tải ở lò song song chân
a. Lựa chọn máng cào
Thiết bị vận tải ở lò song song chân là máng cào. Máng cào cũng đ ợc tính
toán lựa chọn dựa trên năng suất yêu cầu nh tính tính toán máng trợt trong lò chợ,
Q yc = 58,68 tấn/h. Chọn thiết bị vận tải ở lò song song chân là máng cào SKAT có
các thông số kỹ thuật sau:
Bảng V.1 - Bảng thông số kĩ thuật máng cào SKAT.
STT

Tên thông số

Đơn vị

Trị số

1
2
3
4
5
6
7
8

Năng suất vận tải
Chiều dài lắp đặt
Công suất động cơ
Vận tốc của xích
Số trạm dẫn động
Dạng xích
Số lợng xích
Lực kéo đứt xích

T/h
m
KW
m/s
Vòng
KN/xích

80
80 ữ 100
30
0,75
1
2
270

b. Tính toán kiểm tra máng cào
Xác định lực cản chuyển động của máng cào
- Đối với nhánh có tải
Băng tải đặt tại đờng lò song song chân có góc dốc 3 ữ 5%, vận tải xuống
dốc, lực cản chuyển động nhánh có tải đợc xác định:

Wct = g .L.[ q.( f 1 cos sin ) + q 0 .( f 2 cos sin ) ] , N.


185

Trong đó:
g - Gia tốc trọng trờng, g = 9,81m/s2.
L - Chiều dài theo yếu tố trắc dọc của máng, L = 80m.
q - Khối lợng dài của dòng vật liệu trên máng, kg/m
q=

Q yc
3,6v

=

58,68
= 21,73 kg/m.
3,6 ì 0,75

f1 - Hệ số sức cản chuyển động của vật liệu khi bàn cào đẩy trợt và
xáo trộn trong lòng máng, f1 = 0,4 ữ 0,8 chọn f1 = 0,6.
q0 - Khối lợng dài của xích có gắn các bàn cào, q0 = 12,5kg/m.
f2 - Hệ số sức cản của xích và bàn cào trợt theo máng, kể cả trờng hợp
uốn cong trên bình đồ, f2 = 0,25 ữ 0,4 chọn f1 = 0,3.

- Góc dốc lắp đặt máng cào, = 2,50.
Thay số ta đợc:

[

(

)

(

Wct = 9,81 ì 80 ì 21,73 ì 0,6 ì cos 2,5 0 sin 2,5 0 + 12,5 ì 0,3 ì cos 2,5 0 sin 2,5 0

)]

Wct = 12290 N

- Đối với nhánh không tải

Wkt = g .L.q 0 .( f 2 cos + sin ) , N.

(

)

Wkt = 9,81 ì 80 ì 12,5 ì 0,3 ì cos 2,5 0 + sin 2,5 0 = 3.368 N

Lực căng xích tại các điểm đặc trng của máng cào
S1 = Sr = 3.500N
S2 = S1 + Wkt = 3.500 + 3.368 = 6.868N
S3 = 1,05 . S2 = 1,05ì6.868 = 7.212N
S4 = S3 + Wct = 7.212 + 12.290 = 19.502N
Lực vòng trạm dẫn động
W0 = S4 - S1 + 0,05ì( S4 + S1)

W0 = 19.502 3.500 + 0,05ì(19.502 + 3.500) = 17.152N
Công suất động cơ:

N = k dt .

W0 .v
, kW.
1000.

Trong đó:
kdt - Hệ số dự trữ công suất trạm dẫn động kể đến các lực cản cục bộ
cha tính toán đầy đủ, kdt = 1,15 ữ 1,3 chọn kdt = 1,2.
W0 - Lực vòng trạm dẫn động, W0 = 17.152N.
v - Tốc độ chuyển động của xích, v = 0,75m/s.
- Hiệu suất truyền động, = 0,8.
Thay số ta đợc:


186
N = k dt .

W0 .v
17.152 ì 0,75
= 1,2 ì
= 119,3kW .
1000.
1000 ì 0,8

Kiểm tra độ bền của xích
S max [ S ]

Điều kiện kiểm tra:
Trong đó:
Smax - Lực căng xích lớn nhất thực tế của một xích, N.
S max =

x
S max
.
, N.
n

[ S ] - Lực căng cho phép của một xích máng cào, N.
[ S ] = S , N.
m

Với: S

x
max

x
= S 4 = 19.502 N
- Lực căng lớn nhất của bộ xích, S max

- Hệ số phân bố tải không đều giữa các xích, = 1,2.
n - Số xích kéo trong máng cào, n = 2.
Sđ - Lực kéo đứt xích theo quy định nhà chế tạo, Sđ = 270.000N
m - Hệ số dự trữ bền cho xích máng cào, m = 5.
Thay số ta đợc:
S max =

x
S max
. 19.502 ì 1,2
=
= 11.701N
n
2

[S ] = S
Nh vậy: 11.701 = S max

270.000
= 54.000 N
m
5
< [ S ] = 54.000 Xích máng cào đảm bảo độ bền.
=

3. Vận tải ở lò vận chuyển chính mức -60
a. Lựa chọn thiết bị vận tải
Vận tải ở lò dọc vỉa vận tải và lò xuyên vỉa vận tải mức -60 sử dụng hình thức
vận tải bằng đoàn tàu. Phơng tiện vận tải là tàu điện AM-8 và goòng 3 tấn HG-Z.
Bảng V.2 - Thông số kỹ thuật của tàu điện AM-8.
TT
1
2
3
4
5

Thông số kỹ thuật
Cỡ đờng
Lực kéo đầu tầu
Vận tốc
Công suất
Kích thớc (dàiìrộngìcao)

Đơn vị
mm
N
Km/giờ
KW
mm

Giá trị
900
2.418
7,5
2.418
4.500ì1.350ì1.415

b. Tính toán vận tải bằng đoàn tàu
- Số goòng hợp lý cho một đầu tàu đợc xác định bởi công thức:
n=

Q g . min
G + G0

, chiếc.

187

Trong đó:
G - Trọng tải của goòng, G = 3 tấn.
G0 - Khối lợng goòng không tải, G0 = 1,1 tấn.
Qg.min - Trọng lợng đoàn goòng nhỏ nhất tính theo các điều kiện sau
Trọng lợng đoàn goòng đợc đầu tàu kéo lên dốc, đảm bảo bám dính không bị
quay trợt trên đờng.


1000.
1000 ì 0,24


Q g = Pt
1 = 14 ì
1 = 87,8 tấn.
9 + 5 + 13,5 + 110 ì 0,05
0 + i + c + 110.a

Trọng lợng đoàn goòng theo điều kiện nhiệt độ động cơ cho phép
Qg =

Fld
1.008
Pt =
14 = 36,9 tấn.
. . ( 0 + i + c + 110a )

1,2 ì 0,25 ( 9 + 5 + 13,5 + 110 ì 0,05)

Trọng lợng đoàn goòng theo điều kiện hãm xuống dốc
Qg =

B
2

55.v
+ i
[ Lh ] 0

Pt =

3.360
14 = 292
55 ì 3,3 2
, tấn.
9+5
40

Trong đó:
Pđt - Trọng lợng đầu tàu, Pđt = 14 tấn.
- Hệ số bám dính bánh xe với đờng khi có rắc cát = 0,24.
0 - Hệ số lực cản chuyển động, 0 = 9.
c - Hệ số cản cong, c = 0 = 13,5.
i - Hệ số cản dốc, i = 5.
Fld - Lực kéo đầu tàu sinh ra ở chế độ lâu dài, Fld = 1.008 tấn.
- Hệ số tăng nhiệt do làm mát không thuận lợi khi manơ, dồn toa,
khi hãm động, = 1,15 ữ 1,25 chọn = 1,2.

- Hệ số đặc trng chế độ làm việc của đầu tàu, = 0,25.
a - Gia tốc, a = 0,05m/s2.
B - Lực hãm đầu tàu, B = 3.360 tấn
v - Tốc độ tàu lúc bắt đầu hãm, v = 3,3m/s.
Lh - Quãng đờng hãm của tàu, Lh = 40m.
Nh vậy:
Qg.min = 36,9 tấn.
Thay số xác định số goòng cho một đầu tàu:
n=

Q g . min
G + G0

=

36,9
= 9 chiếc.
3 + 1,1

- Thời gian chuyến (chu kỳ vận tải)
Tck = t c + t ct + t kt + t d + , phút.

Trong đó:
tc - Thời gian chất tải đoàn tàu, tc = 16phút.


188

tct - Thời gian chạy trên đờng theo hớng có tải, tct = 4,1phút.
tkt - Thời gian chạy trên đờng theo hớng không tải, tkt = 4,4phút.

td - Thời gian dỡ tải đoàn tàu, td = 8phút.
- Thời gian dừng tàu trong chu kỳ, = 20phút.
Thay số ta đợc:
Tck = 16 + 4,1 + 4,4 + 8 + 20 = 52,5 phút.

- Số đầu tàu phục vụ cho mỏ
Số đầu tàu phục vụ cho mỏ đợc xác định theo nguyên tắc đảm bảo vận
chuyển hết khối lợng mỏ yêu cầu.
Số chuyến cần chở trong 1 ngày đêm:
R=

k dt . Am
, chuyến/ng-đ.
n.G

Trong đó:
kdt - Hệ số dự trữ chuyến tàu, kdt = 1,15 ữ 1,25 chọn kdt = 1,2.
Am - Khối lợng vận tải yêu cầu, Am = 3.333tấn/ng-đ.
n.G - Sức chở của một đoàn tàu, n.G = 9ì3 = 27tấn.
Thay số ta đợc:
R=

k dt . Am 1,2 ì 3.333
=
= 148 chuyến/ng-đ.
n.G
27

Số chuyến do một đầu tàu thực hiện trong ngày đêm
r=

Tng
Tck

=

21 ì 60
= 24 chuyến/ng-đ.
52,5

Trong đó:
Tng-đ - Thời gian vận tải trong một ngày đêm, Tng-đ = 21 giờ.
Tck - Thời gian chu kỳ vận tải, Tck = 52,5 phút.
Số đầu tàu đảm bảo khối lợng mỏ vận tải yêu cầu:
n t =

R 148
=
= 6 chiếc.
r
24

Dự trữ thêm 1 đầu tàu để thay thế cho số đầu tàu h hỏng, trong tình trạng sửa
chữa, dùng cho công tác vận tải khác nh chở ngời, trang thiết bị kỹ thuật mỏ
- Số toa goòng phục vụ cho mỏ
Số toa goòng cần thiết cho vận tải khối lợng mỏ
n g = n ì n t = 9 ì 6 = 54 goòng .
Dự trữ thêm 6 goòng để thay thế các toa h hỏng, trong tình trạng sửa chữa,
chở ngời và thiết bị kỹ thuật mỏ.

189

4. Vận tải ở giếng chính
a. Tính toán chọn thiết bị
- Năng suất yêu cầu của băng tải:
Q yc =

k .Qvc
, tấn/h.
N .C.T

Trong đó:
Qyc - Khối lợng than cần chuyển qua giếng, Qyc = 1.000.000T/năm.
k - Hệ số không điều hoà, k = 1,5.
N - Số ngày làm việc trong năm, N = 300ngày.
C - Số kíp làm việc trong ngày, C = 4kíp.
T - Thời gian làm việc trong kíp, T = 6h.
Thay số ta đợc:
Q yc =

1,5 ì 1.000.000
= 208 tấn/h.
300 ì 4 ì 6

- Chiều rộng băng tải


Q yc
B = 1,1

+ 0,05 , m.
k ns .v. .k




Trong đó:
kns - Hệ số năng suất con lăn lòng máng, kns = 315.
v - Tốc độ băng tải, v = 2m/s.
- Khối lợng riêng của băng tải, = 0,95kg/m3.
k - Hệ số kể đến giảm tiết diện ngang của vật liệu khi đặt băng nằm
nghiêng, k = 0,93.


208
B = 1,1
+ 0,05 = 0,73 m.
315 ì 2 ì 0,95 ì 0,93


Kiểm tra chiều rộng băng theo điều kiện cỡ hạt của vật liệu:
B 2ìam + 200, mm
am - Kích thớc lớn nhất của vật liệu, am = 300mm.
B 2ì300 + 200 = 800mm.
Chọn băng tải có B = 1.000mm, v = 2m/s, năng suất vận tải là 208T/h.
Bảng V.3 - Bảng thông số kỹ thuật của băng tải.
TT

Thông số kĩ thuật

Số lợng

Đơn vị

1
2
3

Năng suất thông qua
Tốc độ băng
Công suất động cơ

500
2
160

T/h
m/s
Kw


190

4
5

Đờng kính tang
Chiều dài tang

1000

1150

mm
mm

b. Tính toán kiểm tra băng tải
Sức cản chuyển động
- Nhánh có tải
Wct = [(q + qb + q)..cos + (q + qb).sin].L.g, N
Trong đó:
L - Chiều dài băng, L = 533m.
q - Khối lợng hàng trên 1m băng, q =

Q yc
3,6 ì v

= 70kg / m .

qb - Khối lợng 1m băng tải, q = 30kg/m.
q - Khối lợng phân bố con lăn nhánh có tải, q = 25kg/m.
- Sức cản chuyển động, = 0,035.
- Góc nghiêng đặt băng, = 160.
g - Gia tốc trọng trờng, g = 9,8m/s2.
Wct = [(70 + 30 + 25)ì0,035ìcos160 + (70 + 30) ìsin160] ì533ì9,8
Wct = 165.915N.
- Nhánh không tải
Wkt = [(qb + q)..cos - qb.sin].L.g, N
q - Khối lợng phân bố con lăn trên nhánh không tải, q= 5,8kg/m.
Wkt = [(30 + 5,8) ì0,035ìcos160 - 30ìsin160] ì533ì9,8
Wkt = -36.902N.

- Tấm chắn và chỗ chất tải Wc = 1000N.
- Bộ làm sạch Wls = 600N.
Từ phơng trình:
St = K.(S r + Wkt) + Wct
Với K = 1,2 là hệ số dự trữ, theo phơng pháp đuổi điểm
ta có:
4
v

1

3
16 0

2

L


191

Hình V.2 - Sơ đồ tính sức căng băng theo phơng pháp đuổi điểm
S 1 = S r = 8.000 ữ 10.000N, chọn S1 = 9.000N.
S 2 = S 1 + Wkt = 9.000 - 36.902 = - 27.902N.
S 3 = KìS 2 = 1,2ì (-27.902) = -33.482N.
S 4 = S 3 + Wct = -33.482 + 165.915 = 132.433N.
Công suất động cơ

N = k.

W 0.v
, kW
1000.

Trong đó:
k - Hệ số dự trữ, k = 1,1 ữ 1,2 lấy k = 1,15.
W0 = S4 - S1 = 132.433 - 9.000 = 123.433N.
- Hiệu suất truyền động của động cơ, = 0,85.
v - Vận tốc chuyển động của băng tải, v = 2m/s.
123.433 ì 2
N = 1,15 ì
= 334kW .
1000 ì 0,85
5. Vận tải ở giếng phụ
Căn cứ vào hiện trạng sản xuất của mỏ, năng suất và chiều dài vận tải chọn
công nghệ trục một đầu trên lò nghiêng, cỡ đ ờng 900mm, chở đất đá, vật t thiết bị,
chở ngời.
- Chọn công nghệ trục vận chuyển bằng trục một đầu cáp.
- Máy trục khi vận tải đất đá sẽ kéo trực tiếp xe goòng.
Số lợng goòng theo độ bền:
Pm
Z=
, goòng.
10(G + G0 ).(sin + . cos )
Trong đó:
Pm - Lực kéo cho phép của goòng, Pm = 6.000N.
G - Khối lợng hàng chứa trong goòng, G = 1.500kg.
G0 - Khối lợng goòng, G0 = 660kg.
- Hệ số sức cản chuyển động, = 0,035.
- Góc nghiêng của giếng phụ, = 240.

Thay số ta đợc:
6.000
Z=
= 0,65.
9,81ì (1.500 + 660) ì ( sin 24 0 + 0,035 ì cos 24 0 )
Chọn số goòng là 1 goòng.
Khối lợng một mét cáp


192

Pk =

Z .G.(sin + . cos )
, kg / m.
1
Kz
Lk .(sin + . cos )
m. 0

Trong đó:
m - Hệ số an toàn khi chở hàng, m = 6,5.
Kz - Giới hạn bền của cáp, Kz = 160.106kG/m2.
0 - Mật độ quy đổi của cáp, 0 =104kG/m2.
Lk - Chiều dài cáp, Lk = 361m.
Thay số ta đợc:

1ì 1.500 ì (sin 24 0 + 0,035 ì cos 24 0 )
Pk =
= 0,29kg / m.

1
6
0
0
160 ì10 ì
382 ì (sin 24 + 0,035 ì cos 24 )
6,5 ì 10 4
Vậy ta chọn cáp có đờng kính dk = 12mm, qk = 0,33kg/m.
Kết cấu máy trục
- Đờng kính trục: Dt 60ìdk = 60ì12 = 720mm, chọn Dt = 800mm.
- Bề rộng tang:
Lp + l
d +
B =
+ nt + 2nc + 1 ì k
, mm.
3
,
14
.
D
n
c


Trong đó:
Lp - Chiều dài làm việc, Lp= 361m.
l - Số mét cáp thử nghiệm, l = 30m.
nt - Số vòng ma sát, nt = 5.
nc - Số lớp cáp cuốn trên tang, nc= 2.

- Khoảng hở giữa hai vòng, = 2mm.
361 + 30
12 + 2
B =
+ 5 + 2 ì 2 + 1 ì
= 1160mm.
2
3,14 ì 0,8

- Lực kéo max:
W 0 = Zì(G + G 0 )ì(sin + ìcos) + pkìLkì (sin + ìcos)
W 0 = 1 ì (1.500 + 660) ì (sin240 + 0,035ìcos240) +
+ 0,33ì361ì(sin240 + 0,035ìcos240) = 1.000N
- Công suất của động cơ:
1,15. N = 1,15.

W0 .v
, kW
102.

Trong đó:
v - Tốc độ cáp, v = 1,01m/s.
- Hiệu suất truyền động cơ khí, = 0,75.


193

N = 1,15 ì

1.000 ì 1,01

= 15,2kW .
102 ì 0,75

Căn cứ vào các thông số tính toán ta chọn máy trục một tang JT-800-600-30
có các thông số kỹ thuật thể hiện trong bảng sau:
Bảng V.4 - Bảng đặc tính kỹ thuật máy trục một tang JT-800-600-30.
TT

Các thông số

1
2
3
4
5
6

Hệ thống trục
Máy trục vận tải than kiểu
Lực kéo tính lớn nhất
Tốc độ trục
Động cơ dẫn động
Công suất
Điện áp
Tốc độ quay
Cáp trục loại
Đờng kính
Lực đứt tổng cộng
Khối lợng 1 mét
Kiểu goòng chở đá

Khối lợng goòng
Khối lợng đá trong goòng
Số lợng goòng trong 1 lần kéo
Thời gian một chu kỳ

Đơn vị

Khối lợng

kg
m/s

Cáp một đầu
JT-800-600-30
1.500
1,01

Kw
V
V/phút
mm
kg
kg/m
kg
kg
Goòng
s

22
380

720
TK - 6 *19
22,5
13.650
2,178
HG-2
660
1500
7
897

V.3 - Vận tải ngoài mặt bằng
Than đợc vận tải từ trong lò ra cửa giếng mức +27 qua quang lật, rót xuống
ôtô chuyển ra hệ thống sàng SR-42 ngoài bãi chứa tại mặt bằng công nghiệp +27.
1. Quang sàng
Chọn loại quang sàng IFB-12 có các đặc tính kỹ thuật sau:
Bảng V.5 - Bảng đặc tính kỹ thuật của quang sàng IFB-12.
STT

Các thông số

Đơn vị

Trị số

1

Xuất sứ

-

Trung Quốc

2

Năng suất

T/h

180 ữ 240


194

3

Kích thớc

mm

2.500ì220

4

Đờng kính báng xe quay

mm

40

5

Tỷ trọng quay

Tấn

7,4

6

Tỷ số truyền giảm tốc

-

128

7

Kiểu xe goòng

-

Loại 1 tấn

8

Đờng xe

mm

600

9

Kiểu động cơ

-

10

Công suất động cơ

kW

5,5

11

Tốc độ động cơ

V/ph

1.450

12

Kích thớc chỗ đặt máy

mm

4.000ì3.505ì3.320

13

Phơng pháp thao tác

-

Phanh điện

IJB-II-4
hoặc JD-52-4

Với hệ số sử dụng quang lật 0,4 ữ 0,5 thì trong 1 ca hoạt động của xe ôtô từ
2 ữ 3 giờ sẽ đảm bảo quang lật hết số than theo thiết kế.
2. Sàng rung
Than từ ôtô đổ vào bunke nhà sàng, sau đó chuyển vào hệ thống sàng rung. Để
đảm bảo năng suất và tính đồng bộ của dây chuyền sản xuất, chọn loại sàng SR-42.

Bảng V.6 - Bảng đặc tính kỹ thuật sàng rung SR-42.
STT

Các thông số

Đơn vị

1

Xuất sứ

-

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Độ nghiêng mặt sàng
Kích thớc lớn nhất cục vật liệu
Số lợng lới sàng
Kích thớc nơi làm việc
Diện tích mặt sàng
Góc nghiêng mặt sàng
Biên độ dao động
Tần số dao động
Công suất động cơ
Tốc độ động cơ
Trọng lợng không có động cơ
Trọng lợng có động cơ

độ
mm

Mặt
mm
m2
độ
mm
V/ph
kW
V/ph
kg
kg

Trị số
Nhà máy cơ khí Xích
Đằng - Mạo Khê
10 ữ 250
150
2
3.750ì1.500
5,6
10, 15, 20, 25
3
900
10
1.460
3.666
3.860


195

14

Năng suất theo quán tính lớn nhất

Tấn/h

180

3. Ôtô
Than từ cửa lò đợc chuyển ra bãi chứa, sàng và từ bãi sàng chuyển ra cảng tiêu
thụ bằng xe ôtô.
- Cung độ vận tải: 15km.
- Căn cứ vào địa hình và khối lợng cần vận chuyển, đồ án chọn theo kinh
nghiệm loại ôtô tự đổ mã hiệu KAMAZ- 65115 của Nga sản xuất.
Bảng V.7 - Bảng thông số kỹ thuật của ôtô KAMAZ-65115.
STT
Các thông số
Đơn vị
Trị số
1
Công thức bánh xe
6ì4
2
Trọng tải
Tấn
10 ữ 15
3
Cơng cự
mm
4.780

4
Bán kính quay xe bên ngoài phía trớc
m
10,5
5
Tốc độ lớn nhất
Km/h
60
6
Dạng truyền động
Cơ khí
7
mm
Kích thớc (dàiìrộngìcao)
7.927ì2.700ì2.760
3
8
Dung tích thùng xe
m
11
9
Công suất động cơ
Mã lực
180
10
Khối lợng ôtô
Tấn
11,5
- Năng suất ôtô trong một năm
Q = N .q.n.k1 .k 2 , tấn/năm.

Trong đó:
N - Số ngày làm việc trong một năm, N = 300ngày.
q - Khối lợng vận chuyển trong một chuyến, q = 13tấn.
n - Số chuyến trong một ngày theo định mức, n = 5chuyến/ngày.
k1 - Hệ số làm việc, k1 = 0,75.
k2 - Hệ số kể đến thời gian duy tu bảo dỡng, k2 = 0,8.
Thay số ta đợc:
Q = N .q.n.k1 .k 2 = 300 ì 13 ì 5 ì 0,75 ì 0,8 = 11.700 tấn/năm.
- Số lợng xe cần huy động đảm bảo chở hết sản lợng mỏ
n xe =

k . An
, chiếc.
Q

Trong đó:
k - Hệ số dự trữ chở vật liệu h hỏng, k = 1,1.
An - Công suất mỏ, An = 1.000.000tấn/năm.
Q - Năng suất một xe, Q = 11.700tấn/năm.
Thay số ta có:


196
n xe =

k . An 1,1 ì 1.000.00
=
= 94 chiếc.
Q
11.700

V.4 - Thống kê thiết bị vận tải
Bảng V.8 - Bảng thống kê thiết bị vận tải.
STT

Tên thiết bị

Mã hiệu

Đơn vị

Số lợng

1
Máng trợt
m
600
1ì0,4ì0,15
2
Máng cào
SKAT
m
480
3
Đầu tàu
AM-8
Chiếc
7
4
Goòng

HG-Z
Goòng
60
5
Băng tải
Bbt = 1.000mm
m
533
6
Máy trục tải
JT-800-600-30
Chiếc
1
7
Tích chuyên dụng chở vật liệu
Chiếc
1
8
Tời kéo chậm
JH-14
Chiếc
1
9
Quang sàng
IFB-12
Chiếc
1
10
Sàng rung
SR-42

Chiếc
1
11
Ôtô
KAMAZ-65115
Chiếc
1
V.5 - Kết luận
Trong quy trình công nghệ khai thác mỏ, vận tải là một trong những khâu chủ
yếu quyết định hiệu quả khai thác. Nhiệm vụ của vận tải mỏ là đảm bảo vận
chuyển hết các loại hàng hóa của mỏ trong thời gian xác định, tức là đảm bảo năng
suất yêu cầu của mỏ. Trong quá trình tính toán, đồ án đã xác định số l ợng, chủng
loại thiết bị vận tải trong đồng bộ thiết bị đảm bảo nhiệm vụ của công tác vận tải.
Lựa chọn hệ thống vận tải cho mỏ là một bài toán kinh tế - kỹ thuật phụ
thuộc vào hệ thống khai thác mỏ, trên nguyên tắc đảm bảo tính đồng bộ thiết bị
công nghệ khai thác và vận tải mỏ, tận dụng các u điểm của từng loại máy vận tải
làm việc trong hệ thống. Thiết kế hệ thống vận tải mỏ, tính toán các thông số làm
việc để lựa chọn các thiết bị làm việc trong sơ đồ vận tải đã chọn. Sau khi tính chọn
các thiết bị làm việc trong hệ thống vận tải mỏ, tiến hành kiểm tra khả năng làm
việc của các thiết bị vận tải trong hệ thống vận tải khi mỏ hoạt động.
Phơng án tối u đợc chọn trên cơ sở giải bài toán kinh tế - kỹ thuật tìm các
thông số làm việc hợp lý của tổ hợp máy vận tải. Dây chuyền vận tải mỏ là hệ
thống nhiều khâu, bao gồm nhiều loại máy và thiết bị vận tải khác nhau cùng phối
hợp thực hiện một quá trình công nghệ. Khi một máy bị dừng do có sự cố sẽ dẫn
đến dừng tổ hợp máy trong luồng vận tải, thậm chí làm ảnh h ởng xấu đến công tác
khai thác toàn xí nghiệp mỏ. Vì vậy, khi thiết bị vận tải đang hoạt động không còn
hiệu quả, cần thay thế mới hoặc cần thay đổi sơ đồ vận tải mới hợp lý hơn.


197

THOáT NƯớC
V.6 - Khái niệm
Thoát nớc là một khâu công tác đóng vai trò quan trọng trong quá trình khai
thác nhằm tháo khô ruộng mỏ, các đờng lò và các công trình khác đảm bảo tính ổn
định của quá trình công nghệ và tạo điều kiện lao động an toàn cho công nhân làm
việc.
Phơng pháp khai thác phần sâu ở khu mỏ Ngã Hai là ph ơng pháp khai thác lò
giếng, khi tiến hành khai thác sẽ hình thành các nguồn nớc chảy vào mỏ nh sau:
- Lợng nớc nằm trong các lớp đất đá công trình khai thác cắt qua.
- Lợng nớc ma thấm xuống qua đới sập đổ chảy vào công trình. Nh vậy về
mùa ma lợng nớc chảy vào các công trình khai mỏ sẽ tăng.
V.7 - Hệ thống thoát nớc
V.7.1 - Thoát nớc trên mặt
Khu mỏ có địa hình đồi núi thấp đến trung bình, địa hình phân cắt và mạng
sông suối dày đặc. Suối Ngã Hai chảy từ trung tâm mỏ qua phía Đông Bắc, phía
Bắc rồi chảy theo hớng Tây đổ vào sông Diễn Vọng, nớc chảy quanh năm, lu lợng
nớc thay đổi theo mùa. Ngoài ra còn có một số suối và khe suối có l u vực nhỏ, chảy
về hớng Tây, Tây Bắc và đổ tiếp ra sông Diễn Vọng.
Công tác thoát nớc trên mặt đợc thực hiện bằng phơng pháp tự chảy. Căn cứ
vào địa hình đồi núi và lu lợng nớc thoát ra với vận tốc cho phép xây dựng hệ thống


198

mơng dẫn nớc có độ dốc 5 ữ 70 và đợc xử lý chống thấm để tránh nớc thoát qua
chảy vào khu vực khai thác. Mơng thoát nớc đợc xây dựng bằng đá hộc và vữa
ximăng. Nớc trên mặt đợc mơng thoát nớc dẫn đến hệ thống sông suối sau đó tập
trung về sông Diễn Vọng và đổ ra biển.
V.7.2 - Thoát nớc trong lò

Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ đợc tiến hành theo phơng án Giếng nghiêng kết
hợp với lò xuyên vỉa tầng. Các đờng lò nằm ngang đợc thiết kế có độ dốc từ 3 ữ
5% để thuận lợi cho công tác thoát nớc, nớc từ các đờng lò này tự chảy về hệ thống
rãnh nớc trong lò và theo đó chảy về tập trung ở hệ thống lò chứa n ớc tại sân giếng.
Nớc tập trung ở hệ thống lò chứa nớc tại sân giếng sẽ đợc máy bơm hút ra ngoài
mặt bằng.
Sơ đồ hệ thống thoát nớc đợc thể hiện trên Hình V.3.

Hình V.3.


199

1. Tính toán thoát nớc khu vực khai thác
a) Rãnh thoát nớc tự nhiên.
Các đoạn đờng lò thoát nớc tự nhiên với thời gian sử dụng không lâu, chọn
kích thớc rãnh tự nhiên nh sau:

Hình V.4 - Rãnh thoát nớc tự nhiên
b) Rãnh thoát nớc bê tông đúc sẵn
Các đờng lò vận chuyển chính, ít bị biến dạng theo khung chống, tính chất sử
dụng lâu dài và các đoạn đờng lò có nền lò là than bở rời hoặc đất đá có độ rắn
chắc yếu ta phải đặt bê tông đúc sẵn để tạo rãnh nớc với kích thớc nh sau:


200

Hình V.5 - Rãnh thoát nớc bêtông đúc sẵn
Kiểm tra điều kiện dòng chảy trong rãnh
Dòng chảy trong rãnh phải thỏa mãn điều kiện: 0,25m/s V 4,5m/s.

Với V là tốc độ dòng chảy trong rãnh đợc xác định bởi công thức:
V =

Q
, m/s.


Trong đó:
Q - Lu lợng nớc thoát ra lớn nhất, Q = 0,04 m3/s.
- Tiết diện của rãnh thoát nớc, = 0,35ì0,3 = 0,105m2.
Thay số ta đợc:
Nh vậy:

V =

Q 0,04
=
= 0,38 m/s.
0,105

0,25m/s < V = 0,38 < 4,5m/s.

Rãnh thoát nớc đảm bảo điều kiện về tốc độ dòng chảy.
Để giảm bớt năng lợng của dòng chảy trên suốt chiều dài rãnh n ớc ta đào các
hố tiêu năng, các hố này đợc đào cách nhau 70m vừa đủ để giảm năng lợng dòng
chảy vừa để lắng đọng bùn xuống hố tránh để bùn đọng trong rãnh n ớc và dễ dàng
cho công tác khơi dòng. Kích thớc các hố tiêu năng là 1000ì1000ì1000, ghép
bằng các tấm bê tông đúc sẵn đặt ở các đờng lò xuyên vỉa chính.
2. Tính thoát nớc toàn mỏ
Theo tính toán, lu lợng nớc chảy vào mỏ vào các mùa trong năm nh sau:

- Mùa khô: Q = 47m3/h.
- Mùa ma: Q = 453m3/h.
a. Lu lợng cần thiết của trạm bơm
Qtb =

T .Qmax
, m3/h.
Tb

Trong đó:
T - Thời gian một ngày đêm, T = 24h.
Tb - Thời gian bơm nớc, Tb = 20h.


201

Qmax - Lợng nớc chảy vào mỏ lớn nhất vào mùa ma, Qmax = 453m3/h.
T .Q

max
=
Thay số ta đợc: Qtb =
Tb

24 ì 453
= 544 m3/h.
20

b. áp lực cần thiết của trạm bơm
H tb =

H + Hh
, mmH2O.


Trong đó:
Hđ - Chiều cao đẩy , Hđ = 87m.
Hh - Chiều cao hút, Hh = 5m.
- Hệ số kể đến sức cản của mạng dẫn, = 0,9.
Thay số ta đợc:
H tb =

H + H h 87 + 5
=
= 102 , mmH2O.

0,9

c. Chọn máy bơm
Dựa vào lu lợng yêu cầu của trạm bơm và áp lực sơ bộ của máy bơm chọn
máy bơm UHC-300-120 phục vụ công tác thoát nớc cho mỏ.
Bảng V.9 - Bảng đặc tính kỹ thuật của máy bơm UHC-300-120.
STT

Các thông số

Đơn vị

Chỉ tiêu kỹ thuật

1
2
3

Mã hiệu
Lu lợng
Chiều cao đẩy

m3/h
m

UHC-300-120
300

4
5
6
7
8

Chiều cao hút
Động cơ điện
Công suất động cơ
Điện áp
Tần số

m
kW
V
HZ

80 ữ 150
4,2 ữ 6,2
Loại phòng nổ
160
380/660
50

Căn cứ vào điều 467 quy phạm an toàn trong các hầm lò than và diệp thạch
TCN14.06.2006 của Bộ Công nghiệp chọn 5 máy bơm, trong đó: 2 máy bơm làm
việc, 3 máy bơm dự phòng và sửa chữa.
- Vào mùa khô, lu lợng nớc cần thoát ra khỏi mỏ nhỏ nên bố trí 1 máy bơm
hoạt động, 4 máy dự phòng và sửa chữa.
- Vào mùa ma lợng nớc cần thoát lớn nên bố trí 2 máy hoạt động, 3 máy dự
phòng và sửa chữa.


202

d. Đờng kính ống
- Đờng kính ống hút
Dh =

Qb
, m.
900. .v h

Trong đó:
Qb - Lu lợng của máy bơm nớc, Qb = 300m3/h.
vh - Vận tốc dòng chảy trong ống hút, v = 1,25m/s.

Thay số ta đợc:

Dh =

Qb
300
=
= 0,29 m.
900. .v h
900 ì 3,14 ì 1,25

- Đờng kính ống đẩy (tính cho 1 máy bơm)
D =

Qb
, m.
900. .v

Trong đó:
Qb - Lu lợng của máy bơm nớc, Qb = 300m3/h.
vđ - Vận tốc dòng chảy trong ống đẩy, v = 3m/s.
Thay số ta đợc:

D =

Qb
300
=
= 0,19 m.
900. .v

900 ì 3,14 ì 3

- Đờng kính ống đẩy chung (tính cho 2 máy bơm)
Dc =

n.Qb
, m.
900. .v

Trong đó:
n - Số máy bơm làm việc đồng thời, n = 2.
Qb - Lu lợng của máy bơm , Qb = 300m3/h.
vđ - Vận tốc dòng chảy trong ống đẩy, v = 3m/s.
Thay số ta đợc:

Dc =

n.Qb
2 ì 300
=
= 0,27 m.
900. .v
900 ì 3,14 ì 3

Trên cơ sở tính toán sơ bộ đ ờng kính ống chọn ống sử dụng thực tế theo quy
chuẩn nh sau:
- ống hút sử dụng ống thép loại 325ì8 theo OCT8731-74.
- ống đẩy sử dụng ống thép loại 219ì7 theo OCT8731-74.
- ống đẩy chung cho mạng (ống đẩy chung cho 2 bơm) sử dụng ống
thép loại 325ì8 theo OCT8731-74.

Bố trí 2 đờng ống, 1đờng ống làm việc và 1 đờng ống dự phòng


203

e. Kích thớc hầm bơm
- Chiều dài hầm bơm
Lhb = nìd + (n 1) ìc + 2ìe, m.
Trong đó:
n - Số máy bơm đặt trong hầm bơm. n = 5.
d - Chiều dài máy bơm kể cả động cơ, d = 2,72m.
c - Khoảng cách giữa các máy bơm, c = 1,2m.
e - Khoảng cách từ tờng đến bơm, e = 2,4m.
Suy ra: Lhb = 5ì2,72 + 4ì1,2 + 2ì2,4 = 23,2m.
Chọn chiều dài hầm bơm là 24m.
- Chiều rộng hầm bơm
Bhb = b1 + b2 + b3 , m.
Trong đó:
b1 - Chiều rộng bơm kể cả động cơ điện, b1 = 0,935m.
b2 - Khoảng cách móng máy bơm đến tờng lò về phía đặt đờng
goòng, b2 = 1,8m.
b3 - Khoảng cách từ móng máy bơm đến tờng lò về phía đặt giếng
hút, b3 = 1,0m.
Suy ra:
Bhb = 0,935 + 1,8 + 1,0 = 3,735 m.
Chọn chiều rộng hầm bơm là 4m.
- Chiều cao hầm bơm Hhb = 4,5.
Hầm bơm đợc thiết kế xây dựng với kích thớc (dàiìrộngìcao): 24ì4ì4,5.
f. Công suất động cơ của máy bơm
N c =

K . .Qlv .H lv
, kW.
3600 ì 102 ì b

Trong đó:
K - Hệ số dự trữ công suất, K = 1,15.
- Tỷ trọng của nớc, = 1020 kg/m3.
Qlv - Lu lợng làm việc của máy bơm, Qlv = 272m3/h.
Hlv - Chiều cao làm việc của bơm, Hlv = 102mmH2O.
b - Hiệu suất làm việc của bơm, b = 0,7.
Thay số ta đợc:
N c =

K . .Qlv .H lv
1,15 ì 1020 ì 272 ì 102
=
= 127 kW.
3600 ì 102 ì b
3600 ì 102 ì 0,7