Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (383.4 KB, 46 trang )
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................................................2
CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ...............................................................3
CHƯƠNG II: MỞ VỈA VÀ CHUẢN BỊ RUỘNG MỎ..............................................................................4
CHƯƠNG III. HỆ THỐNG KHAI THÁC..............................................................................................32
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
1
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
LỜI NÓI ĐẦU
Cơ sở thiết kế mỏ hầm lò là môn học chính và rất quan trọng đối với mỗi
sinh viên ngành khai thác.Môn học này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ
bản nhất về trình tự và cách tiến hành thiết kế một mỏ hầm lò .Để sinh viên có thể
nắm vững và hiểu rõ hơn những kiến thức mà môn học đã cung cấp thì việc làm đồ
án là không thể thiếu.
Sau một kỳ học tập và nghiên cứu môn học này, chúng em đó được giao
làm đồ án môn học “Thiết kế mỏ hầm lò” nhằm giúp mỗi sinh viên củng cố thêm
kiến thức đã được học. Bằng tất cả cố gắng bản thân, em đã đem hết sức mạnh để
hoàn thành bản đồ án này, nhưng do thời gian có hạn, kinh nghiệm cho công tác
thiết kế chưa có do vậy bản bài tập chưa mang lại kết quả mỹ mãn. Kính mong
đư¬ợc sự tận tình hướng dẫn của thầy để bản bài tập hoàn thành tốt hơn nữa.
Em xin chân thành cỏm ơn sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của GV. TS Bùi
Mạnh Tùng đã giúp em hoàn thành đồ án môn học này.
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
2
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ
I.
Điều kiện tự nhiên
Vị trí đia lí – địa hình khu mỏ
- Khu mỏ có địa hình đồi núi tương đối bằng phẳng , bề mặt địa hình
không có sông hồ , các công trình cần bảo vệ. Độ cao so với mực nước
biến là +100 . Độ sâu thiết kế từ +50 đến -300, các cụm phân bố ở độ
sâu từ +50 đến -500
- Với địa hình trên tạo ra những thuận lợi cho việc bố trí sân công
nghiệp mỏ : Giếng chính , giếng phụ , khối nhà sang tuyển , khu vực
lò sưởi, khu vực hành chính kỹ thuật , khu vực nhà kho , sản xuất vì
chống , trạm điện , trạm quạt chính , kho chứa than …. Để đáp ứng
được nhu cầu đảm bảo sản xuất liên tục , chất lượng vận tải , hướng
gió , chất lượng sản phẩm … bên cạnh đó cũng có những khó khăn
nhất định : do địa hình bằng phẳng nên chỉ có thể mở vỉa bằng giếng
nên chi phí xây dựng ban đầu sẽ lớn , chi phí thoát nước , thông gió
lớn.
Điều kiện khí hậu khu vực
- Khu mỏ có khí hậu phân bố rõ rệt theo hai mùa : mùa mưa và mùa
khô
II.
Điều kiện địa chất
Đặc điểm khu vực
- Khu vực không có đứt gãy , không có uốn nếp , khu vực mỏ được
xếp vào khu vực có cấu tạo địa chất đơn giản
- Cấu tạo vỉa than trong khu vực : các vỉa trong khu vực có cấu tạo
đơn giản , chiều dày ổn định không biến đổi nhiều , đầy đủ điều kiện
để áp dụng các công nghệ khai thác hiện tại và mang lại hiệu quả kinh
tế
Cấu tạo vỉa than
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
3
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
-Khu mỏ bao gồm 7 vỉa than có cấu tạo đơn giản bao gồm các vỉa từ
m1 đến m7 . Chiều dài theo phương : 2200 m , khoảng cách trung bình
từ vỉa 1 đến vỉa 7 là 800m
-Các vỉa có chiều dày và góc dốc như sau :
Tên vỉa
Chiều dày ( m )
Góc dốc ( độ )
m1
m2
m3
m4
m5
m6
m7
2.8
7.2
1.8
4.6
3.5
5.6
1.8
25o
28o
31o
35o
45o
48o
55o
Tỷ trọng ( T/ m3
)
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
Cấu tạo địa chất
-Đá vách , đá trụ được điều khiển bằng phương pháp phá hỏa toàn
phần
- Nước mặt :Khu vực khai thác mỏ có địa hình đồi núi nên nguồn cung
cấp nước mặt chủ yếu là nước mưa; mỏ sẽ chịu ảnh hưởng một lượng
nhỏ nước mặt bị ngấm xuống theo các khe nứt nhỏ trên mặt đất.
- Nước ngầm :Không có tầng nguồn nào đáng kể.Nước ngầm ở đây
chủ yếu do nước mặt ngấm xuống,nhưng phần vỉa nằm dưới mực
nước biển sẽ chịu ảnh hưởng,nhưng do độ ngấm không đáng kể do đó
công tác thoát nước không gặp nhiều khó khăn.
CHƯƠNG II: MỞ VỈA VÀ CHUẢN BỊ RUỘNG MỎ
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
4
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Tính toán trữ lượng mỏ, công suất và tuổi mỏ
1. Tính toán trữ lượng đia chất – trữ lượng cân đối
I.
Theo tài liệu thăm dò địa chất khu vực thiết kế , trữ lượng địa chất
của 7 vỉa than được tính theo công thức sau đây :
ZĐC = S.H.m.
Trong đó :
S: Kích thước ruộng mỏ theo phương ( m )
H: Kích thước ruộng mỏ theo hướng dốc ( m )
m: Chiều dày vỉa than ( m )
: Dung trọng của than ( T/m3 )
Tên vỉa
S(m)
H(m)
m(m)
( T/m3 )
Zđc ( T )
m1
m2
m3
m4
m5
m6
m7
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
828,17
745,52
679,56
610,21
494,98
336,41
306,19
2,8
7,2
1,8
4,6
3,5
5,6
1,8
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
6631985
15351748
3498375
8027923
4954750
5387943
1571118
Vậy
= 45423842( Tấn )
Do điều kiện địa hình thuận lợi , khai thác đảm bảo tính hiệu quả về
mặt kinh tế và kỹ thuật nên ZĐC = ZCĐ = 45423842( Tấn )
2. Trữ lượng công nghiệp , công suất và tuổi mỏ
Trữ lượng công nghiệp
Do trong quá trình khai thác có sự tổn thất về mặt trữ lượng nên ta
phải sử dụng trữ lượng công nghiệp xác định theo công thức sau đây :
ZCN = ZCĐ . C ( Tấn )
Trong đó :
ZCN : trữ lượng công nghiệp của mỏ ( T )
ZCĐ : trữ lượng cân đối của mỏ ( T )
C : Hệ số khai thác trữ lượng
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
5
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
C = 1- 0.01 Tch
Tch = tvv + tkt
Với tổn thất vĩnh viễn là tổn thất để lại các trụ bảo vệ cạnh giếng mỏ ,
các đường lò mở vỉa dưới sông , suối , ao , hồ dưới các công trình trên
mặt đất cần bảo vệ nên :
tvv = 2 %
Với các tổn thất trong quá trình khai thác , tùy thuộc vào nhiều yếu tố
như hệ thống khai thác , công nghệ khai thác , công nghệ chống giữ ,
công nghệ khấu than….
tkt = 15 – 18 % ta chọn t kt = 16 %
C = 1- 0.01. ( 16 + 2 ) = 0,82
ZCN = 34390848 . 0,82 = 37247550 ( Tấn )
Công suất và tuổi mỏ
Công suất thiết kế : A = 1200000 ( Tấn / năm )
Tuổi mỏ ( TM ) được xác định như sau :
TM = T + t1 + t 2
Trong đó :
T : thời gian khai thác ( năm )
t1: thời gian xây dựng cơ bản ( năm )
t2 : thời gian khấu vét và kết thúc mỏ ( năm )
Thời gian khai thác là :
T=
= 31 ( năm )
Thời gian xây dựng cơ bản : t1 = 2 ( năm )
Thời gian khấu vét và kết thúc mỏ : t2 = 1 ( năm )
Vậy tuổi mỏ là : TM = 34 ( năm )
II.
Phân chia ruộng mỏ .
Với mức khai thác từ +50 đến – 300 ta chia làm 2 phần :
+ Phần nông : khai thác từ mức +50 đến -50
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
6
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
+ Phần sâu : khai thác từ mức -50 đến -300
Phần nông
Do ở phần nông chỉ có 5 vỉa có thể khai thác được than nên ta thực
hiện chia các tầng khai như sau :
+ Các vỉa m1 , m2 , m4 , m5 : ta chia làm 2 tầng khai thác tầng 1 khai
thác từ mức +50 đến mức 0 ; tầng 2 khai thác từ mức 0 đến mức -50
+ Vỉa m3 chia 1 tầng khai từ mức 0 đến mức – 50
Do các tầng chia với chiều cao tầng H= 50 m 1 tầng nên ta có chiều
cao tầng theo hướng dốc Hd
Vỉa
m1
m2
m3
m4
m5
H
50
50
50
50
50
Hd
118,31
106,50
97,08
87,17
70,71
-Chiều dài lò chợ Lc được xác định theo công thức :
Lc = Hd – Ht – Hđl
Trong đó:
Hd : Chiều cao tầng theo hướng dốc ( m )
Ht : Chiều cao của các trụ bảo vệ ( m ) , chọn sơ bộ Ht = 4 m
Hđl : Chiều cao của các đường lò xuyên vỉa ( m ) , chọn sơ bộ Hđl = 5
m
Ta có chiều dài lò chợ theo mỗi vỉa
Vỉa
m1
m2
m3
m4
m5
Lc ( m )
109,31
97,50
88,08
78,17
61,71
Phần sâu
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
7
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Với mức khai thác từ -50 đến -300 , mỗi tầng được chia với chiều cao
H là 50m vậy ta có 5 tầng khai thác . Chiều cao tầng theo hướng dốc
Hd của mỗi tầng khai thác :
Vỉa
m1
m2
m3
m4
m5
m6
m7
H
50
50
50
50
50
50
50
Hd
118,31
106,50
97,08
87,17
70,71
67,28
61,03
-Chiều dài lò Lc được xác định theo công thức sau :
Lc = Hd – Ht – Hđl
Trong đó:
Hd : Chiều cao tầng theo hướng dốc ( m )
Ht : Chiều cao của các trụ bảo vệ ( m ) , chọn sơ bộ Ht = 4 m
Hđl : Chiều cao của các đường lò xuyên vỉa ( m ) , chọn sơ bộ Hđl = 5
m
Ta có chiều dài lò chợ theo mỗi vỉa
Ta có chiều dài lò chợ theo mỗi vỉa:
Vỉa
m1
m2
m3
m4
m5
m6
m7
III.
Lc ( m )
109,31
97,50
88,08
78,17
61,71
58,28
52,03
Xây dựng các phương án mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ
Qua việc nghiên cứu bản đồ địa chất , mặt cắt địa chất , bản đồ địa
hình và địa chất khu vực thiết kế . Đưa ra 2 phương án để tiến hành
mở vỉa khai thác khu mỏ này:
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
8
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Phương án I : Lò bằng để mở vỉa phần nông , giếng đứng kết hợp
lò xuyên vỉa tầng để mở vỉa phần sâu
Phương án II : Lò bằng để mở vỉa phần nông , giếng nghiêng kết
hợp lò xuyên vỉa tầng để mở vỉa phần sâu
1. Phương án I : Lò bằng mở vỉa phần phần nông , giếng đứng
kết hợp lò xuyên vỉa tầng để mở vỉa phần sâu
1.1 Mở vỉa cho phần nông
a.
b.
Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ( bản vẽ …… )
Trình tự đào lò
Tầng thứ 1 : Từ mặt đất ta đào các đường lò bằng 1, 2 vào gặp khoáng
sàng. Tại vị trí giao nhau của lò bằng với vỉa , ta đào các đường lò dọc vỉa
vận tải 3 , dọc vỉa thông gió 4 . Từ đường lò dọc vỉa ta mở lò cắt ban đầu ,
sau là lò chợ 5 để tiến hành khai thác . Trong quá trình tiến gương , ta đào
các đường lò song song 6 và họng sáo 7 để bảo vệ đường lò và vận tải than.
Sau khai thác gần xong tầng 1 ta thực hiện mở vỉa cho tầng thứ 2 với
trình tự như trên .
c.
Sơ đồ vận tải
Vận tải than:
Than khai thác được từ lò chợ 5 được vận chuyển đến họng sáo 7 , từ
họng sáo rót xuống đường lò dọc vỉa vận tải 3 và được vận tải qua lò bằng
1 đi ra ngoài
Vận tải thiết bị:
Thiết bị từ mặt đất được đưa đến lò bằng 2 , qua đường lò xuyên vỉa
thông gió 4 , đến lò chợ 5 để tiến hành khai thác
d.
Sơ đồ thông gió
Tầng 1 : gió từ ngoài đi vào lò bằng 1 được dẫn đến lò dọc vỉa vận tải
3 đến lò chợ 5 để dẫn gió bẩn từ lò chợ qua lò dọc vỉa vận tải 4 đến lò bằng
2 đi ra ngoài
Tầng 2: Khi khai thác tầng 1 kết thúc , lò dọc vỉa vận tải của tầng 1 3
sẽ được bảo vệ và trở thành lò xuyên vỉa thông gió cho tầng thứ 2 tiếp tục
khai thác . Sơ đồ thông gió tương tự như tầng thứ 1
1.2
Mở vỉa cho phần sâu
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
9
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
a.
Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ( bản vẽ…..)
b.
Trình tự đào lò
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Buớc đầu,người ta đào các đường lò mở vỉa và chuẩn bị theo thứ tự
như sau : Từ mặt đất ở vị trí chân núi tiến hành đào hai giếng đứng chính 1
và phụ 2 sâu đến mức vận tải của tầng cuối cùng.Sau xây dựng các sân
giếng vận tải 3 và sân giếng thông gió của tầng thứ nhất.Từ các sân giếng
,đào các lò xuyên vỉa của tầng : xuyên vỉa 5 và thông gió 6 ,sao cho từ
giếng có thể liên hệ được với các vỉa than trong cụm vỉa.
Từ chỗ giao nhau giữa lò xuyên vỉa với từng vỉa than ,theo phương
vỉa về hai cánh đào các lò dọc vỉa của tầng :lò dọc vỉa vận tải 7 và lò dọc
vỉa thông gió 8.Khi các lò dọc vỉa vận tải 7 và lò dọc vỉa thông gió 8 đến
biên giới của tầng thì được nối với nhau bằng lò cắt 9.Để bảo vệ lò dọc vỉa
vận tải 7 ta phải đào lò song song 10 và các họng sáo 11 để chừa lại các vỉa
than nguyên khối.Cuối cùng tiến hành xây dựng lò chợ 12.
Đến thời điểm kết thúc khấu than ở tầng thứ nhất ,cần chuẩn bị xong
tầng thứ hai.
c.Sơ đồ vận tải
Trong phương pháp mở vỉa này ,than khai thác được vận tải bằng
máng cào đặt dọc theo lò dọc vỉa vận tải 7,theo nó từ hai cánh được đưa về
lò xuyên vỉa vận tải 5 ,vào sân giếng vận tải 3 ,rồi được trục lên mặt đất qua
giếng đứng 1.
Thiết bị cung cấp cho các lò chợ được đưa vào mỏ qua giếng đứng
2 ,vào sân giếng thông gió 4 rồi theo lò xuyên vỉa thông gió 6 đến lò dọc
vỉa thông gió 8 vào lò chợ.Tầng thứ hai tương tự như tầng thứ nhất.
d.Sơ đồ thông gió
Gió sạch được đưa vào mỏ qua giếng đứng 2 xuống đến mức vận tải của
tầng đang khai thác vào sân giếng vận tải 3 sau đó theo lò xuyên vỉa vận tải
5 ,lò dọc vỉa vận tải 7 vào lò chợ 12.
Gió bẩn từ lò chợ sẽ thoát lên lò dọc vỉa thông gió 8 theo lò xuyên vỉa
thông gió 6 vào sân giếng thông gió 4 vầ giếng chính 1 ,rồi qua nó thoát lên
mặt đất.
2.Phương án II : Lò bằng để mở vỉa phần nông , giếng nghiêng kết hợp lò
xuyên vỉa tầng để mở vỉa phần sâu
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
10
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
2.1Mở vỉa cho phần nông.
a.Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ( bản vẽ …… )
b.
Trình tự đào lò
Tầng thứ 1 : Từ mặt đất ta đào các đường lò bằng 1, 2 vào gặp khoáng
sàng. Tại vị trí giao nhau của lò bằng với vỉa , ta đào các đường lò dọc vỉa
vận tải 3 , dọc vỉa thông gió 4 . Từ đường lò dọc vỉa ta mở lò cắt ban đầu ,
sau là lò chợ 5 để tiến hành khai thác . Trong quá trình tiến gương , ta đào
các đường lò song song 6 và họng sáo 7 để bảo vệ đường lò và vận tải than.
Sau khai thác gần xong tầng 1 ta thực hiện mở vỉa cho tầng thứ 2 với trình
tự như trên .
c.
Sơ đồ vận tải
Vận tải than:
Than khai thác được từ lò chợ 5 được vận chuyển đến họng sáo 7 , từ họng
sáo rót xuống đường lò dọc vỉa vận tải 3 và được vận tải qua lò bằng 1 đi
ra ngoài
Vận tải thiết bị:
Thiết bị từ mặt đất được đưa đến lò bằng 2 , qua đường lò
xuyên vỉa thông gió 4 , đến lò chợ 5 để tiến hành khai thác
d.
Sơ đồ thông gió
Tầng 1 : gió từ ngoài đi vào lò bằng 1 được dẫn đến lò dọc vỉa vận tải 3 đến
lò chợ 5 để dẫn gió bẩn từ lò chợ qua lò dọc vỉa vận tải 4 đến lò bằng 2 đi
ra ngoài
Tầng 2: Khi khai thác tầng 1 kết thúc , lò dọc vỉa vận tải của tầng 1 3 sẽ
được bảo vệ và trở thành lò xuyên vỉa thông gió cho tầng thứ 2 tiếp tục khai
thác . Sơ đồ thông gió tương tự như tầng thứ 1
2.2 Mở vỉa cho phần sâu
a.Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ( bản vẽ….)
b.Trình tự đào lò
Buớc đầu,người ta đào các đường lò mở vỉa và chuẩn bị theo thứ tự như sau
: Từ mặt đất ở vị trí chân núi tiến hành đào hai giếng nghiêng chính 1 và
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
11
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
phụ 2 sâu đến mức vận tải của tầng thứ nhất.Sau đó tạm dừng việc đào
giếng , xây dựng các sân giếng vận tải 3 và sân giếng thông gió của tầng
thứ nhất.Từ các sân giếng ,đào các lò xuyên vỉa của tầng : xuyên vỉa 5 và
thông gió 6 ,sao cho từ giếng có thể liên hệ được với các vỉa than trong cụm
vỉa.
Từ chỗ giao nhau giữa lò xuyên vỉa với từng vỉa than ,theo phương vỉa
về hai cánh đào các lò dọc vỉa của tầng :lò dọc vỉa vận tải 7 và lò dọc vỉa
thông gió 8.Khi các lò dọc vỉa vận tải 7 và lò dọc vỉa thông gió 8 đến biên
giới của tầng thì được nối với nhau bằng lò cắt 9.Để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải
7 ta phải đào lò song song 10 và các họng sáo 11 để chừa lại các vỉa than
nguyên khối.Cuối cùng tiến hành xây dựng lò chợ 12.
Đến thời điểm kết thúc khấu than ở tầng thứ nhất ,cần chuẩn bị xong
tầng thứ hai
c. Sơ đồ vận tải
Trong phương pháp mở vỉa này ,than khai thác được vận tải bằng máng cào
đặt dọc theo lò dọc vỉa vận tải 7,theo nó từ hai cánh được đưa về lò xuyên
vỉa vận tải 5 ,vào sân giếng vận tải 3 ,rồi được trục lên mặt đất qua giếng
nghiêng 1.
Thiết bị cung cấp cho các lò chợ được đưa vào mỏ qua giếng nghiêng 2
,vào sân giếng thông gió 4 rồi theo lò xuyên vỉa thông gió 6 đến lò dọc vỉa
thông gió 8 vào lò chợ.Tầng thứ hai tương tự như tầng thứ nhất.
d.
Sơ đồ thông gió
Gió sạch được đưa vào mỏ qua giếng nghiêng 2 xuống đến mức vận tải
của tầng đang khai thác vào sân giếng vận tải 3 sau đó theo lò xuyên vỉa
vận tải 5 ,lò dọc vỉa vận tải 7 vào lò chợ 12.
Gió bẩn từ lò chợ sẽ thoát lên lò dọc vỉa thông gió 8 theo lò xuyên vỉa
thông gió 6 vào sân giếng thông gió 4 vầ giếng chính 1 ,rồi qua nó thoát lên
mặt đất.
3.
So sánh kỹ thuật và kinh tế giữa 2 phương án .
a.
So sánh về kỹ thuật
STT
Chỉ tiêu so
sánh
Phương án II
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
Phương án I
12
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Khối lượng san gạt
mặt bằng
Khối lượng đường
lò mở vỉa
Kỹ thuật thi công
Thời gian đưa mỏ
vào sản xuất
Vốn đầu tư ban đầu
Vận tải
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Như nhau
Như nhau
Chiều dài giếng
nghiêng lớn nhưng
chiều dài lò xuyên
vỉa nhỏ
Dễ dàng
Nhanh hơn
Chiều dài giếng
đứng nhỏ nhưng
chiều dài lò xuyên
vỉa lớn
Khó khăn
Chậm hơn
Nhỏ hơn
Vận tải khó khăn
do quãng đường
vận tải lớn hơn
Thoát nước
Khó khăn hơn do
chiều dài ống lớn
hơn
Xậy dựng trạm quạt Như nhau
Tổn thất than
Như nhau
Chi phí bảo vệ giếng Lớn
Lớn hơn
Vận tải dễ dàng hơn
do quãng đường
vận tải nhỏ hơn
Dễ Dàng hơn do
chiều dài ống ngắn
hơn
Như nhau
Như nhau
Nhỏ
Nhận xét :Quan phân tích và so sánh về mặt kỹ thuật ta thấy mỗi phương án
đều có những ưu điểm , nhược điểm riêng và đều có tính khả thi về mặt kỹ
thuật
Phương án I
Ưu điểm: + Chiều dài giếng đứng nhỏ , quãng đường vận tải nhỏ , công tác
thoát nước dễ dàng hơn do chiều dài ống dẫn nhỏ hơn
+Chi phí bảo vệ giếng nhỏ
+ Thích hợp cho các mỏ khai thác xuống sâu
Nhược điểm : +Vốn đầu tư ban đầu lớn
+Thời gian đưa mỏ vào sản xuất chậm
+ Chiều dài các đường lò xuyên vỉa lớn
+ Việc thi công giếng đứng khó khăn
Phương án II
Ưu điểm : + Vốn đầu tư ban đầu nhỏ
+ Thời gian đưa mỏ vào sản xuất sớm
+ Chiều dài các đường lò xuyên vỉa nhỏ
Nhược điểm :+ Chiều dài giếng nghiêng lớn , quãng đường vận tải lớn ,
thoát nước khó khăn do chiều dài ống lớn
+ Chi phí bảo vệ giếng lớn
+ Khó khăn khi khai thác xuống sâu
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
13
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Từ những phần tích trên ta thấy rằng phương án I có nhiều ưu điểm nổi bật
hơn : vận tải đơn giản , quãng đường vận tải nhỏ , thích hợp với mỏ khai
thác xuống sâu
Tuy nhiên để đánh giá 1 cách đầy đủ và chính xác hơn ta tiến hành so sánh
về mặt kinh tế để chọn ra phương án ưu việt nhất .
b. So sánh về kinh tế
Phương án I
Chi phí xây dựng cơ bản
Cxdcb = Li . Ki
Trong đó :
Ki : đơn giá 1 m lò theo đường lò thứ i
Li : Chiều dài đường lò thứ i
Bảng chi phí đào lò
STT
Tên đường lò
Li (m)
1
Giếng đứng
chính
Giếng đứng phụ
Lò xuyên vỉa
tầng mức -50
Lò xuyên vỉa
tầng mức -100
Lò xuyên vỉa
tầng mức -150
Lò xuyên vỉa
tầng mức -200
Lò xuyên vỉa
tầng mức -250
Lò xuyên vỉa
tầng mức -300
Rãnh gió
Sân giếng
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tổng
260
Ki
(triệu/m)
80
Thành tiền
( triệu )
20800
260
875
80
25
20800
21875
910
25
22750
945
25
23625
980
25
24500
1015
25
25375
1050
25
26250
40
1200
15
20
600
24000
210575
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
14
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Chi phí bảo vệ đường lò
Cbv =r.li.ti
Trong đó :
ri : Đơn giá bảo vệ 1 mét lò trong thời gian 1 năm (đ/m.năm)
li : chiều dài đường lò thứ I, m
ti : thời gian dự tính bảo vệ đường lò , năm
Bảng chi phí bảo vệ đường lò
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tổng
Tên đường lò
Giếng đứng
chính
Giếng đứng
phụ
Lò xuyên vỉa
tầng mức -50
Lò xuyên vỉa
tầng mức -100
Lò xuyên vỉa
tầng mức -150
Lò xuyên vỉa
tầng mức -200
Lò xuyên vỉa
tầng mức -250
Lò xuyên vỉa
tầng mức -300
Rãnh gió
Sân giếng
L (m)
t (năm)
260
r ( triệu/mnăm
0,1
34
Thành
tiền
884
260
0,1
34
884
875
0,25
13,6
2975
910
0,25
13,6
3094
945
0,25
13,6
3213
980
0,25
13,6
3332
1015
0,25
13,6
3451
1050
0,25
13,6
3570
40
1200
0,13
0,15
34
6,8
177
1224
22804
Chi phí vận tải
Cvt = Q. Li . Cvti .Ti ; đồng
Trong đó :
Q : Khối lượng vận tải quá đường lò trong 1 năm; tấn
Li : Cung độ vận tải của đường lò i ;m
Cvti : Giá thành vận tải qua đường lò i ; đồng / tấn / km
Ti : Thời gian tồn tại của đường lò ; năm
Bảng chi phí vận tải
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
15
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
STT
Tên đường lò
L
( km )
Cvt (triệu/
t /km )
Q ( tấn )
T
( năm )
1
2
Giếng đứng chính
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-50
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-100
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-150
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-200
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-250
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-300
Sân giếng
0,26
0,875
0,0020
0,0010
1200000
1200000
34
6,8
Thành
tiền
(triệu)
21216
7140
0,91
0,0010
1200000
6,8
7426
0,945
0,0010
1200000
6,8
7711
0,98
0,0010
1200000
6,8
7997
1,015
0,0010
1200000
6,8
8282
1,050
0,0010
1200000
6,8
8568
1,200
0,0010
1200000
6,8
9792
78132
3
4
5
6
7
8
Tổng
Phương án II
Chi phí xây dựng cơ bản
Cxdcb = Li . Ki
Trong đó :
Ki : đơn giá 1 m lò theo đường lò thứ i
Li : Chiều dài đường lò thứ i
Bảng chi phí xây dựng cơ bản
STT
1
2
Tên các đường
lò
Giếng nghiêng
chính
Giếng nghiêng
phụ
Li ( m )
Ki
( triệu/m )
Thành
tiền
( triệu )
741
30
22230
600
30
18000
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
16
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
3
4
5
6
7
8
9
10
Tổn
g
Lò xuyển vỉa
tầng mức -50
Lò xuyên vỉa
tầng mức
-100
Lò xuyên vỉa
tầng mức
-150
Lò xuyên vỉa
tầng mức
-200
Lò xuyên vỉa
tầng mức
-250
Lò xuyên vỉa
tầng mức
-300
Sân giếng
Rãnh gió
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
1350
25
33750
1248
25
31200
1146
25
28650
1044
25
26100
942
25
23550
840
25
21000
1200
40
20
15
24000
600
229080
Chi phí bảo vệ đường lò
Cbv =r.li.ti
Trong đó :
ri : Đơn giá bảo vệ 1 mét lò trong thời gian 1 năm (đ/m.năm)
li : chiều dài đường lò thứ I, m
ti : thời gian dự tính bảo vệ đường lò , năm
Bảng chi phí bảo vệ đường lò
STT
Tên đường lò
L (m)
1
2
Giếng nghiêng chính
Giếng nghiêng phụ
Lò xuyển vỉa tầng mức
-50
Lò xuyên vỉa tầng mức
-100
Lò xuyên vỉa tầng mức
-150
741
600
3
4
5
r
( triệu/m- t (năm)
năm)
0,30
34
0,30
34
Thành
tiền
7558
6120
1350
0,25
13,6
4590
1248
0,25
13,6
4243
1146
0,25
13,6
3896
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
17
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
6
7
8
9
10
Tổng
Lò xuyên vỉa tầng mức
-200
Lò xuyên vỉa tầng mức
-250
Lò xuyên vỉa tầng mức
-300
Sân giếng
Rãnh gió
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
1044
0,25
13,6
3550
942
0,25
13,6
1272
840
0,25
13,6
3203
1200
40
0,13
0,15
6,8
34
1061
204
35697
Chi phí vận tải
Cvt = Q. Li . Cvti .Ti ; đồng
Trong đó :
Q : Khối lượng vận tải quá đường lò trong 1 năm; tấn
Li : Cung độ vận tải của đường lò i ;m
Cvti : Giá thành vận tải qua đường lò i ; đồng / tấn / km
Ti : Thời gian tồn tại của đường lò ; năm
Bảng chi phí vận tải
STT
1
2
3
4
5
6
7
Tên đường lò
Giếng nghiêng
chính
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-50
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-100
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-150
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-200
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-250
Lò xuyên vỉa tầng
mức
-300
L
( km )
Cvt
(triệu/
t /km )
Q
( tấn )
T
( năm )
Thành
tiền
(triệu)
0,741
0,0020
1200000
34
60465
1,350
0,0010
1200000
6,8
11016
1,248
0,0010
1200000
6,8
10184
1,146
0,0010
1200000
6,8
9351
1,044
0,0010
1200000
6,8
8519
0,942
0,0010
1200000
6,8
7687
0,840
0,0010
1200000
6,8
6854
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
18
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
8
Tổng
Sân giếng
1,200
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
0,0010
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
1200000
6,8
9792
123868
19
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Qua các chỉ tiêu so sánh trên : chi phí xây dựng cơ bản , chi phí bảo vệ
lò, chi phí vận tải của cả 2 phương án ta có bảng sau:
Bảng so sánh chỉ tiêu kinh tế
STT
1
2
3
Các chỉ tiêu
Chi phí
XDCB
Chi phí bảo vệ
lò
Chi phí vận tải
Các phương án
Phương
Phương
án I
án II
210575
229080
22804
35697
78132
311511
123868
388645
Kết luận : Từ các phân tích về chỉ tiêu về mặt kỹ thuật và chỉ tiêu và
mặt kinh tế ta chọn Phương án I: Mở vỉa bằng là bằng cho phần nông và
giếng đứng kết hợp xuyên vỉa tầng cho khoáng sàng
IV.
Thiết kế thi công đường lò mở vỉa
Do giới hạn của đồ án ta chỉ chọn đường lò đại diện để tiến hành thiết kế
và thi công . Chọn đường lò xuyên vỉa .
1. Chọn hình dạng tiết diện đường lò và vật liệu chống lò
Căn cứ vào vào những đặc điểm đất đá trong khu vực , điều kiện địa
hình , phương pháp mở vỉa , áp lực đất đá xung quanh đường lò ta chọn
hình dạng tiết diện lò là hình vòm tường thẳng như hình sau :
R
Với hình dạng đã được chọn kết hợp với thời gian tồn tại cảu
đường lò , công dụng của đường lò ta chọn vật liệu chống lò
bằng thép
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
20
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
2. Xác định kích thước tiết diện sử dụng của đường lò
a
A
n
Ta sử dụng thiết bị vận tải trong lò xuyên vỉa là tàu điện . Chiều rộng lò
xuyên vỉa vận tải được tính như sau:
B=a+A+n
Trong đó:
A : Kích thước ngang lớn nhất của thiết bị vận tải A = 1550 mm
a : Khoảng cách giữa phương tiện vận tải đến hông lò bên không có người
đi lại a = 700 mm
n : Khoảng cách giữa phương tiện vận tải đến hông lò bên có người đi lại n
= 1000 mm
B = 700 + 1550 + 1000 = 3250 mm
Chiều cao sử dụng của đường lò
Hsd = Hptvt + Hat
Trong đó:
Hptvt : Chiều cao của phương tiện vận tải , ta chọn là tàu điện có chiều cao
1,8 m
Hat : Chiều cao an toàn từ thiết bị vận tải đến nóc lò , ta chọn
Hat = 1 m
Hsd = 1,8 + 1 = 2,8 (m)
Tiết diện sử dụng của đường lò là:
Ssd = . ( )2.π + Hsd.B , m2
Ssd = . (
)2 . π + 2,8 . 3,250 =13 ( m2 )
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
21
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
3.Kiểm tra kích thước tiết diện sử dụng theo điều kiện thông gió
Vtt =
Trong đó :
Angđ : lượng than vận chuyển trong 1 ngày đêm
Angđ =
=
= 4000 ( ngđ )
q : Lượng gió cần thiết cho 1 tấn than khai thác trong 1 ngày đêm , giá trị
phụ thuộc vào loại mỏ xếp hạng về khí nổ , mỏ xếp hạng loại 1 vế khí nổ
thì q = 1 m3 / phút
k : Hệ số dự trữ ; k = 1,45
µ : Hệ số thu hẹp tiết diện đường lò ; µ = 1
Ssd : Diện tích sử dụng của đường lò ; Ssd = 13 m2
Vtt =
= 7,43( m/s)
Mà theo tiểu chuẩn vận tốc lớn nhất của đường lò vận chuyển
Vmax = 8 ( m/s) và vận tốc nhỏ nhất của đường lò chuẩn bị
Vmin = 0,15 ( m/s ) nên tiết diện đường lò là phù hợp
4.Xác định thông số ngoài đường lò
Chiều rộng bên ngoài cột chống :
Bng = Bv + 2hch + 2hc
Chiều cao bên ngoài khung chống :
hng = ht + hch + hc
Trong đó :
hc : Chiều dày chèn ; hc = 0,05 m
hch: Chiều cao mặt cắt ngang thép đã chọn ; ta chọn hch = 0,11 ( m )
ht : Chiều cao tường lò tính từ nền lò ; ht = 2,8 ( m )
Bv : chiều rộng chân vòm Bv = B = 3,250 ( m )
Ta có : Bng = 3,250 + 2. 0,11 + 2 . 0,05 = 3,57 ( m )
hng = 2,8 + 0,11 + 0,05 = 2,96 ( m )
Ta có diện tích bên ngoài khung chống :
Sng = . (
)2.π +hng.Bng , m2
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
22
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
)2 .π + 2,96. 3,57 = 15 ( m2 )
Sng = . (
5. Hộ chiếu chống lò
Do tường lò năm trong khu vực đất đá ổn định , ít phay phá nên áp lực chủ
yếu là nóc lò và bên tường lò
Áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò :
Pn =
Trong đó :
a: Nửa chiều rộng đường lò : a = B/2 = 3,53/2 = 1,765 ( m )
b1 : Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên :
b1 =
h : chiều cao nóc đường lò ; h = 2,96 ( m )
= 800
: góc nội ma sát của đất đá ;
: trọng lượng thể tích đất đá ở nóc lò ;
b1 =
Pn =
= 2,6 t / m3
= 0,35 ( m )
= 2,14 ( T / m )
Áp lực đất đá tác dụng lên hông lò :
Ph =
=
. [ 2. b1 + h ] .tg2(
) ; t/m
. [2.0,35 + 2,96 ] . tg2 ( 50 ) = 0,1 ( T /m )
Căn cứ vào những tính toán trên ta chọn vật liệu chống lò có kích thước
như sau
Mã
thép
Diện tích
mặt cắt
ngang
( cm2)
Q
(KN)
Lx
( cm
4
)
Wminx
(cm3)
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
Wmaxy
(cm3)
Cao
(m)
ly
(cm4)
23
Wy
(cm4)
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
SVP27
34,37
26,98
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
626,1
100,2
110,5
0,11
731,5
97,8
Khoảng cách giữa 2 vì chống :
L=
Trong đó:
[Pv] :Khả năng chịu tải của vì chống : [Pv] = 1,5 T/ vì
Pn : Áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò ; Pn = 2,14 T /m
L=
= 0,7 (m)
6.Lập hộ chiếu khoan nổ mìn khi đào lò
• Lựa chọn máy khoan
Tùy theo độ kiên cố của đất đá mà t có thể lựa chọn máy khoan thích hợp .
Ta chọn loại máy khoan có đường kính khoan từ 36 – 40 mm , chiều sâu
khoan : 2,5 m do nga sản xuất
• Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ
Thuốc nổ
Trong quá trình thi công khó có thể tránh khỏi nước vào mỏ gây ẩm thuốc
nổ và đường lò có lượng CH4 nhất định nên để đảm bảo an toàn khi thi
công ta chọn thuốc nổ an toàn AH1
STT
Các thông số
Đơn vị
1
2
3
4
Mật độ thuốc nổ
Khả năng công nổ
Sức công phá
Khoảng cách truyển
nổ
Đường kính thỏi
thuốc
Chiều dài thỏi thuốc
Trọng lượng
Thời gian sử dụng và
bảo quán
g/cm3
cm3
mm
mm
Chỉ tiêu kỹ
thuật
0,95 – 1,1
250 -260
10
0,5
mm
36
mm
g
Tháng
200
200
3
5
6
7
8
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
24
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án Thiết kế Mỏ hầm lò
Kíp nổ
Dùng điện vi sai có độ chậm 25ms với thông số
+ Điện trở kíp :1,8 – 3,0
+ Đường kính ngoài : 7,2 mm
+ Chiều dài : 72 mm
Phương tiện nổ
Phương tiện nổ sử dụng phổ biến khi thi công đường lò là các phương tiện
nổ của phương pháp nổ mìn điện ( dây điện , nguồn điện nổ , máy nổ mìn
…)
• Các thông số nổ mìn
Lượng thuốc nổ đơn vị q
q = q1 . f1 .v . e .kđ ( kg / m3 )
Trong đó :
q1 : lượng thuốc nổ đơn vị tiêu chuẩn , kg/m3 ( q1 = 0,1f )
f : độ kiên cố của đất đá , f = 6
q1 = 0,1. 6 = 0,6
v : Hệ số nén ép của đất đá , phụ thuộc vào mặt phẳng tự do ; 1 mặt phẳng
tự do thì v =
=
= 1,68
e : Hệ số xét tới công nổ
e=
=
= 1,46
kđ: Hệ số kể đến ảnh hưởng của thỏi thuốc ; kđ = 1
f1 : Hệ số kể đến cấu trúc đất đá ; f1 = 1,2
q = 0,6 . 1,2 . 1,68. 1,46 . 1 = 1,77 ( kg/ m3 )
Chiều sâu lỗ khoan Lk
Chiều sâu lỗ khoan ta chọn sao cho sau mỗi chu kì lắp được vì chống là số
nguyên và khoảng cách còn lại không chống là nhỏ nhất theo quy phạm an
toàn khoảng cách không chống
khoảng cách chống giữa các khung
chống
Vậy ta chọn Lk = 1,4 ( m )
SV : Nguyễn Hoài Lam – Khai thác B – K57
25
