Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ hầm lò

Sinh viên thực hiện đồ án :
1.
2.
3.
4.
5.

Đặng Thành Trung
Vũ Hòa Sơn
Nguyễn Minh Tú
Đinh Công Thịnh
Trịnh Minh Tấn

LỜI MỞ ĐẦU
1

1


Công nghiệp khai thác khoáng sản là ngành rất quan trọng trong nền
kinh tế quốc dân, trình độ kỹ thuật và các chỉ tiêu kỹ thuật của nó ảnh hưởng rất
lớn tới sự phát triển của ngành khai thác. Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện
đại hóa của đất nước ngành khai khoáng đang bước vào một giai đoạn mới phát
triển cả về quy mô và trình độ công nghệ khai thác.
Thiết kế mỏ quyết định đến quy mô sản xuất trình độ trang bị kỹ thuật,
mức độ tiên tiến của các sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ.
Nó quyết định đến vốn đầu tư hợp lý, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên, bảo vệ
môi trường. Vì vậy thiết kế mỏ mang một ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự
nghiệp xây dựng và phát triển ngành công nghiệp mỏ của nước ta.
Trên cơ sở kiến thức đã học của các môn học của chuyên ngành khai thác
hầm lò. Nhóm em đã hoàn thành bản đồ án môn học Thiết kế mở vỉa và khai thác

cho mỏ hầm lò, với nội dung sau:
Chương I : Đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ.
Chương II : Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ.
Chương III : Hệ thống khai thác.
Cả nhóm đã rất lỗ lực tìm hiểu và đóng góp ý kiến nhưng do trình độ và
kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy
rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của thầy giáo hướng dẫn cùng các bạn để bản đò
án này được hoàn thiện.
Em xin chân thành cảm ơn T.S Vũ Trung Tiến đã hướng dẫn nhóm em
hoàn thành bản đồ án này!

Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ than có điều kiện như sau:

2

2


H.802b
H.4123
3.05

F.E

Suèi

F.TB2

Ranhgií i máB×
nhMinh

T.XI

0

-50

-100

-150

-200

-250

-300

-350

-400

Chiều dày các vỉa than : m5 =m6 =5,1 m ; m7 = m8= 7,3 m.
Góc dốc các vỉa than: α5=α6 = 26˚ ; α7 = α8 = 28˚
Trọng lượng thể tích của than: γ =1,45 tấn/m3
Chiều dài theo phương của ruộng mỏ: S = 1400 m
Hệ số kiên cố của đá vách trực tiếp: f1 =4; chiều dày: h1 =9 m.
Hệ số kiên cố của đá vách cơ bản: f2 =7; chiều dày: h2 =12m.
Khoảng cách giữa các vỉa than 60m
Các điều kiện khác xem hình vẽ.

CHƯƠNG I
3

3


ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ
I.1 Điều kiện tự nhiên.
I.1.1 Vị trí địa lý và địa hình khu mỏ:
Khu mỏ có địa hình tương đối ổn bằng phẳng và ổn định .
Mỏ có các vỉa phân bố từ +0 m đến -350m.
Với địa hình trên thì ta thấy thuận lợi cho việc bố trí sân công nghiệp mỏ. Sân
công nghiệp mỏ bao gồm : khối giếng chính, giếng phụ, khối nhà sàng tuyển, khu
vực hành chính - kỹ thuật - điều hành, khu vực kho gỗ và sản xuất vì chống, trạm
điện, trạm quạt gió chính, kho chứa than, hệ thống đường vận tải than. Để đáp ứng
yêu cầu: Đảm bảo sản xuất được liên tục, hệ thống thông gió, hệ thống vận tải
đơn giản, có khả năng cơ giới hóa cao, vận tải và thoát nước tốt.
I.1.2 Điều kiện khí hậu:
Khu mỏ nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa và mùa
khô rõ rệt.
Yêu cầu thông gió rất quan trọng vào mùa hè nóng bức và thoát nước cao vào
mùa mưa.
I.2. Điều kiện địa chất khu mỏ.
Khoáng sàng than gồm 4 vỉa than m1,m2,m3,m4 nằm tương đối song song nhau.
I.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn:
Phái trên cụm vỉa có dòng suối nên ta phải thay đổi dòng chảy của dòng suối
để giảm sự ảnh hưởng của nó đến khai thác. Để thoát nước mỏ phải thực hiện bằng
thoát nước cưỡng bức, tức là dùng các bơm chuyên dụng để đưa nước từ trong các
công trình mỏ bằng ống dẫn ra ngoài mỏ.
I.2.4 Tính toán trữ lượng địa chất khu mỏ:

4

Trữ lượng địa chất khu mỏ được xác định theo công thức :
4


Zdc = S.γ.∑mi.Hdi , tấn
Trong đó:
S – chiều dài theo phương của vỉa, S = 1 400m
Hdi – chiều dài theo hướng dốc của vỉa thứ i ,m

Hdi =

H
sin α i

αi – góc cắm vỉa thứ i
mi – chiều dày của vỉa thứ i ,m
γ – trọng lượng thể tích của than, t/m3
STT
1

Tên vỉa
m5

α (độ)
26

S(m)
1400

Hd (m)
681,82
409,1

m (m)
5,1

γ (t/m3)
1,45

2
3
4

m6
m7
m8

26
28
28

1400
1400
1400

568,18
319,15
170,21

5,1
7,3
7,3

1,45
1,45
1,45

∑

Zđc (tấn)
7 058
885
4 235
412
11764735
9458968
5 044
684
3756268
4

I.5. Kết luận.
Qua những phân tích cơ bản về các yếu tố địa hình, địa chất, địa chất thủy văn,
điều kiện kinh tế xã hội, … của khu mỏ ta nhận thấy rằng : Cụm vỉa có những điều
kiện thuận lợi cho quá trình mở vỉa và khai thác khoáng sàng than. Độ kiên cố của
đá vách ở mức độ trung bình nên thuận lợi cho việc điều kiển áp lực mỏ.

CHƯƠNG II

5

5


MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ
II.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác mở vỉa
II.1.1. Các yếu tố về địa chất mỏ.
Các yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: trữ lượng, số các vỉa than,chiều dày vỉa,
khoảng cách giữa các vỉa, điều kiện địa hình, chiều sâu khai thác, điều kiện vận tải,
mức độ phức tạp của các yếu tố địa chất (chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của
đất đá xung quanh, điều kiện địa chất thủy văn và địa chất công trình).
II.1.2. Các yếu tố kỹ thuật.
Các yếu tố kỹ thuật trong khai thác mỏ bao gồm: kích thước ruộng mỏ, sản
lượng và tuổi mỏ, trình độ cơ khí hóa, khả năng sàng tuyển, chế biến và công nghệ
khai thác được sử dụng.
II.1.3. Các yếu tố về kinh tế.
Các yếu tố cơ bản về kinh tế ảnh hưởng tới việc lựa chọn các phương án mở
vỉa bao gồm: Vốn đầu tư cơ bản, thời gian thu hồi vốn, giá thành chi phí cho các
khâu công nghệ sản xuất và giá thành sản phẩm.
II.2. Tính toán trữ lượng công nghiệp.
Theo tài liệu có được các vỉa than đều thỏa mãn về mặt kỹ thuật và kinh tế.
Nghĩa là khai thác nó đủ mang lại hiệu quả kinh tế. Do đó trữ lượng địa chất cũng
chính là trữ lượng trong bảng cân đối:
Do đó:
Zđc = Zncđ = 37 562 684 ,tấn
Trữ lượng công nghiệp của mỏ là trữ lượng sau khi đã trừ đi phần trữ lượng do
để lại trụ bảo vệ, mất mát trong quá trình khai thác và vận tải (Zcn). Được xác định
theo công thức:
6

6


Zcn = Zđc.C , tấn

(II.1)

Trong đó:
C – hệ số khai thác trữ lượng, C = 1 – 0,01.Tch
Tch – tổn thất chung của khoáng sàng có ích, Tch = ttr + tkt
ttr – tổn thất do trụ để lại, ttr = 0,5 ÷ 2%. Do vỉa thiết kế có góc dốc
α = 270 nên chọn ttr = 1,5%
tkt – tổn thất do công nghệ khai thác, tkt = 11%
Tch = 1.5 + 11 = 12,5%
C = 1 – 0,01.12,5 = 0.875
Thay giá trị vào (II.1) ta có:
Zcn = 37 562 684 . 0,875 = 32 867 348,5

,tấn

II.3. Công suất mỏ và tuổi mỏ
II.3.1 Công suất mỏ.
Am = 1,5 triệu tấn/năm
II.3.2. Tuổi mỏ.
Tuổi mỏ theo tính toán là thời gian tồn tại không tính đến thời gian xây dụng
mỏ và thời gian khấu vét (T,năm)
T= =

≈

22 năm

Tuổi mỏ thực tế là thời gian tồn tại tính từ khi bắt đầu xây dựng đến khi kết
thúc mọi công việc khai thác và các công việc khác của mỏ (khi mỏ ngừng hoạt
động).
Ttt = T + t1 + t2 , năm
Trong đó :
t1 – thời gian xây dựng mỏ, t1 = 3 năm
t2 – thời gian khấu vét, t2 = 2 năm
7

7


Do đó tuổi mỏ thực tế :
Ttt = 22 + 3 + 2 = 27 năm
II.4. Chế độ làm việc của mỏ.
II.4.1. Bộ phận sản xuất.
Trong sản xuất công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp mỏ nói riêng, cán
bộ công nhân viên làm việc ở hai chế độ, đó là chế độ làm việc gián đoạn và chế độ
làm việc liên tục. Ngành công nghiệp mỏ là một ngành có đặc thù riêng, ta chọn
chế độ làm việc gián đoạn. Theo chế độ này thì số ngày làm việc trong năm là 250
ngày, mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ và được quy định như sau:

Bảng thời gian làm việc:
Ca
1
2
3

Mùa hè
6h – 14h
14h – 22h
22h – 6h

Mùa đông
7h – 15h
15h – 23h
23h – 7h

II.4.2. Bộ phận hành chính.
Bộ phận hành chính của mỏ làm việc 8 giờ một ngày, tuần làm việc 5 ngày,
nghỉ thứ 7 và chủ nhật. Giờ làm việc:
Buổi sáng : từ 7h30’ đến 11h30’
Buổi chiều : từ 12h30’ đến 16h30’

II.5. Mở vỉa
II.5.1 Khái quát chung
Nguyên tác chung để chọn phương án mở vỉa

8

8


Mở vỉa là việc tiến hành đào các đờng lò từ ngoài mặt đất
tới các vỉa than tạo thành hệ thống các đờng lò phục vụ cho công
tác khai thác. Việc lựa chọn phơng án mở vỉa hợp lý đó là phơng
án khả thi về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế nhất, đảm bảo

an toàn cho ngời và thiết bị trong quá trình sản xuất, thời gian
đa mỏ vào sản xuất là nhanh nhất.
Trong đồ án này chỉ nghiên cứu giới hạn thiết kế mở vỉa và
khai thác từ mức -50 ữ -300 khu trung tâm bao gồm cho 4 vỉa
đó là v5 v6 v7 v8 phần trữ lợng từ mức -50 đến mức -300 dựa
trên các nguyên tắc cơ bản sau:
+ Mở vỉa chia tầng lò chợ phù hợp với hệ thống khai thác
+ Phù hợp với quy hoạch khai thác cũng nh lâu dài của mỏ chỉ
tính đến khả năng phát triển về áp dụng tiến độ khoa học kỹ
thuật kinh tế để chọn ra một phơng án mở vỉa hợp lý cho khu
thiết kế khai thác.
+ Phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình khu vực.
+ Vốn đầu t xây dựng cơ bản là nhỏ nhất.
+ Thời gian hoàn vốn ngắn nhất.
+ Sớm đa mỏ vào sản xuất.
+ Đáp ứng các yêu cầu công nghệ khai thác.
+ Đáp ứng các chỉ tiêu về an toàn lao động
+ Thuận lợi cho công tác vận tải, thông gió, thoát nớc.
+ Trang thiết bị thi công sẵn có dễ tìm, đồng bộ.
+ Giá thành sản xuất là nhỏ
9

9


+ có thể tăng sản lợng mỏ
II.5.2 Chia rung m thnh cỏc tng
Nhiệm vụ chính của đồ án là thiết kế mở vỉa và khai thác khu
trung tâm mức -50ữ --300 với chiều cao thẳng đứng là 350 mét
có độ dốc trung bình khoảng = 27o căn cứ vào điều kiện cấu

tạo địa chất khu vực khi thiết kế mở vỉa khai thác cần xem xét
khả năng áp dụng công nghệ khai thác tiên tiến để khai thác mở
rộng trong tơng lai tăng năng suất lao động vì những lý do nêu
trên và nguyên tắc chung khi thiết kế mở vỉa khai thác cho toàn
mỏ đợc chia ra 4 tầng khai thác theo mức sau:
- Tng 1: T mc -50 ữ -112,5 chiu cao thng ng l 62,5 m
- Tầng 2: Từ mức -112,5 ữ -175 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m
- Tầng 3: Từ mức -175 ữ -237,5 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m
- Tầng 4: Từ mức -237,5 ữ -300 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m
Vậy chiều dài theo hớng dốc trung bình của mỗi tầng là 137,67
m.
II.5.3.Cỏc phng ỏn thit k m va cho khu khai thỏc
Cn c vo v trớ a lý khu trung tõm, iu kin a cht , cu to va than, kớch
thc hỡnh hc khu vc thit k nguyờn tc chia tng khai thỏc nh ó cp
trờn, cỏc nguyờn tc chung khi la chn phng ỏn m va. ỏn a ra 3 phng
ỏn m va nh sau:
Phng ỏn I: M va bng cp ging ng 2 mc, ging t trung tõm
rung m
Phng ỏn II: M va bng ging nghiờng kt hp lũ xuyờn va tng

10

10


Phương án III: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng,
giếng đặt ở trung tâm ruộng mỏ
II.5.4 Trình bày các phương án mở vỉa
II.5.4.1 Phương án I: Mở vỉa bằng cặp giếng đứng 2 mức , giếng đặt ở
trung tâm ruộng mỏ.

Với mức thiết kế từ -50 đến -300 chỉa ruộng mỏ thành 2 mức như sau:
Mức I: từ mức -50 ÷-150, chiều cao thẳng đứng 100 m
Mức II: từ mức -150 ÷ -300, chiều cao thẳng đứng 150 m
Công tác chuẩn bị cho mức 1
1.Trình tự đào lò như sau :
Các vỉa than trong ruộng mỏ được khai thác theo thứ tự từ trên xuống dưới.
vì vậy công tác chuẩn bị ruộng mỏ được bắt đầu từ tầng trên cùng và được tiến
hành như sau:
Tại mặt bằng sân công nghiệp đào cặng giếng chính phụ xuống mức I -150 . Tại đó
ta mở sân giếng và hầm trạm mức -150. Từ sân ga -150 ta đào lò xuyên vỉa vận
chuyển mức 4 vào gặp vỉa than và lò xuyên vỉa thông gió mức 3 nối với giếng
chính, tại vị trí giao nhau giữa lò xuyên vỉa vận chuyển và vỉa than ta đào lò
thượng chính 6 và phụ 6’ đến mức vận chuyển và thông gió của tầng trên cùng. Sau
đó ta đào đường lò dọc vỉa vận tải và lò dọc vỉa thông gió về 2 phía của lò thượng,
Khi sử dụng sơ đồ khấu dật, các lò này được đào đến biên giới của ruộng mỏ và tại
đây người ta đào lò cắt ban đầu để mở lò chợ. Ở sơ đồ khấu đuổi các mỏ này đào
theo mức độ khai thác lò chợ. Trong khi khai thác mức I tiến hành chuẩn bị mức II
bằng cách đào sâu giếng , mở sân giếng và đào lò xuyên vỉa mức. Chuẩn bị cho
mức II tương tự mức I.
2.Công tác vận tải:
11

11


Than trong lò chợ được vận tải bằng máng cào xuống theo lò thượng, qua lò
dọc vỉa vận tải đến lò xuyên vỉa mức vận tải, tập trung than vào bun ke chứa than
giếng chính và được đưa lên mặt đất.
3.Công tác thông gió:
Trong lúc đào lò chuẩn bị sử dụng phương pháp thông gió cục bộ bằng các

quạt cục bộ.
Khi mỏ đi vào sản xuất thông gió cho mỏ bằng các trạm quạt gió trung tâm.
Gió sạch đi qua giếng phụ 2
3. Công tác thông gió và thoát nước mỏ.
a. Thông gió :
Không khí sạch được đưa vào mỏ theo giếng phụ tới lò xuyên vỉa chính.
Theo lò xuyên vỉa chính, lò dọc vỉa vận chuyển chính và lò thượng gió sạch được
đưa lên đến mức vận chuyển của tầng đang khai thác. Tại đây, gió sạch được chia
thành 2 nhánh đi về 2 cánh của ruộng mỏ theo lò dọc vỉa vận chuyển của tầng để
thông gió cho các lò chợ đang hoạt động. Không khí bẩn từ lò chợ sẽ lên lò dọc vỉa
thông gió và đi tới giếng chính để đi ra ngoài.
b. Thoát nước.
Ở phần lò thượng. Nước từ công trình khai thác được chảy tự nhiên theo
rãnh thoát nước đào bên hông lò. Nước từ lò chợ chảy xuống lò dọc vỉa vận
chuyển, chảy qua lò xuyên vỉa vận chuyển ra hầm tập trung nước và từ hầm tập
trung nước được bơm lên mặt đất.
4.Tính toán kinh tế
Chi phí đào lò
Giếng đứng kết hợp xuyên vỉa mức phương án 1
Tên đường lò

Số lượng

Chiều dài
(m)

Đơn giá 106 Thành tiền
1m
106

Giếng đứng chính 1

1

350

280

98000

Giếng đứng phụ 2

1

350

280

98000

XVTG

3

3614

60

275340

Tổng
12

471340
12


13

13


Chi phí vận tải
Tên đường
lò

Số
lượng

Chiều dài
(m)

Đơn giá
106 1m

Giếng đứng
chính 1

1

0,35

0, 001

XVTG

3

3614

0, 0012

Am
(T/năm)

Năm
tồn tại
27

Thành
tiền 106
14175

1 500 000 4,5

66444.3

Tổng

80619,3

Tên đường lò

Chi phí bảo vệ đường lò
Số
Chiều dài Đơn giá Năm tồn tại Thành tiền 106
lượng
(m)
106 1m

Giếng đứng chính 1 1

350

1

27

9450

Giếng đứng phụ 2

1

350

1

27

9450

XVTG

3

3614

1

4,5

36913,5

Tổng

55813,5

II.5.4.2 Phương án II: Mở vỉa bằng giếng ghiêng kết hợp lò xuyên vỉa từng tầng
Với mức thiết kế -50 đến -300 ta chia ruộng mỏ thành 5 tằng khai thác như
sau:
- Tầng 1: Từ mức -50 ÷ -112,5 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m
- Tầng 2: Từ mức -112,5 ÷ -175 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m
- TÇng 3: Tõ møc -175 ÷ -237,5 chiÒu cao th¼ng ®øng lµ 62,5 m
- TÇng 4: Tõ møc -237,5 ÷ -300 chiÒu cao th¼ng ®øng lµ 62,5 m
1.Trình tự đào lò.
Ở phương án này, từ mặt đất ta đào cặp giếng nghiêng chính và phụ theo
vỉa than nằm dưới cùng đến mức vận của tầng thứ nhất rồi mở sân giếng. Tại mức
này, từ giếng ta đào lò xuyên vỉa tầng 4 vào gặp các vỉa than. Để chuẩn bị cho tầng
14

14


thứ nhất của vỉa trên cùng, từ lò xuyên vỉa tầng 4 ta đào lò dọc vỉa vận chuyển tầng
6 và từ lò xuyên vỉa thôn gió 3ta đào lò dọc vỉa thông gió 5.Sau khi các đường lò
dọc vỉa được đào đến biên giới, ta đào lò cắt ban đầu tạo lò chợ, sau đó đào lò song
song và họng sao. Theo mức độ khai thác tầng I của các vỉa, các giếng nghiêng tiếp
tục được đào sâu đến mức vận chuyển của tầng thứ II và từ giếng người ta đào lò
xuyên vỉa của tầng đến các vỉa than. Công tác chuẩn bị cho từng vỉa được thực
hiện tương tự như đối với tầng thứ nhất. Các tầng tiếp theo cũng được mở vỉa theo
trình tự tương tự.
2.Công tác vận tải
2.1 Vận tải than
Than vận tải trong lò chợ bằng máng cào, ở các lò dọc vỉa tải than bằng tàu
điện, goòng kéo về giếng chính. Từ giếng chính than được đưa lên mặt đất bằng
băng tải
2.2 Vận chuyển vật liệu:
Vật liệu được chất vào các goòng chuyên chở vật liệu, đi qua lò xuyên vỉa thôn
gió 3, theo lò dọc vỉa thông gió 5 vào cấp cho lò chợ.
3. Công tác thông gió:
Trong quá trinhg đào lò chuẩn bị, sử dụng phương pháp thông gió cục bộ bằng
các quạt cục bộ và ống gió vải.
Khi mở đi vào sản xuất thông gió cho mở bằng các trạm quạt gió trung tâm. Gió
sạch từ mặt đất vào qua giếng nghiêng phụ 2, sau đó qua lò xuyên vỉa vận tải 4, dọc vỉa
vận tải 6 lên thông gió cho các lò chợ. Gió thải từ các lò chợ qua lò dọc vỉa thông gió 5,
lò xuyên vỉa thông gió 2 và qua giếng nghiêng chính 1 ra ngoài mặt đất.
4. Công tác thoát nước:
Tất cả lượng nước trong mỏ được tập trung tại sân ga và được bơm , bơm thoát
nước lên mặt đất.

5.Tính toán kinh tế

15

15


Chi phí đào lò
Giếng nghiêng kết hợp xuyên vỉa tầng phương án 2
Tên đường lò

Số lượng

Chiều dài
(m)

Đơn giá 106

Thành tiền 106

Giếng nghiêng 1 16

1

1088

50

54400

Giếng nghiêng 2 26

1

684

50

34200

XVTG

5

4857

35

169995

Tổng

258595
Chi phí vận tải

Tên đường lò

Chiều
dài (m)

Đơn giá
106 1m

Giếng đặt trục tải

1, 088

0, 001

XVTG

4857

0, 0012

Am
(T/năm)
1.500.000

Năm
tồn tại

Thành tiền 106

27

44064

4,5

39339.8

Tổng

83405,7
Chi phí bảo vệ đường lò
Giếng nghiêng kết hợp xuyên vỉa tầng phương án 2

Tên đường lò

Số
Chiều
lượng dài (m)

Đơn giá
106 1m

Năm tồn
tại

Thành tiền106

Giếng nghiêng 1 1
16

1088

1

27

29376

Giếng nghiêng 2 1
26

684

1

27

18468

XVTG

4857

1

4,5

59303.8

5

tổng

69700,5

II.5.4.3: Phương án 3: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng, giếng
đặt tại trung tâm ruộng mỏ.
16

16


Với mức thiết kế -50 đến -300 ta chia ruộng mỏ thành 5 tằng khai thác như
sau:
- Tầng 1: Từ mức -50 ÷ -112,5 chiều cao thẳng đứng là 62,5 m
- Tầng 2: Từ mức -112,5 ÷ -175 chiÒu cao thẳng đứng là 62,5 m
- TÇng 3: Tõ møc -175 ÷ -237,5 chiÒu cao th¼ng ®øng lµ 62,5 m
- TÇng 4: Tõ møc -237,5 ÷ -300 chiÒu cao th¼ng ®øng lµ 62,5 m
1.Trình tự đào lò
Từ mặt đất ta đào cặp giếng đứng chính và phụ tại trung tâm ruộng mỏ đến
mức vận của tầng thứ nhất, mở sân giếng. Tại mức này, từ giếng ta đào lò xuyên
vỉa VT tầng 4 và lò xuyên vỉa TG 3 vào gặp các vỉa than. Để chuẩn bị cho tầng thứ
nhất, từ lò xuyên vỉa tầng 4 ta đào lò dọc vỉa vận chuyển tầng 6 và từ lò xuyên vỉa
thôn gió 3 ta đào lò dọc vỉa thông gió 5.Sau khi các đường lò dọc vỉa được đào đến
biên giới, ta đào lò cắt ban đầu tạo lò chợ, sau đó đào lò song song và họng sao.
Theo mức độ khai thác tầng I của các vỉa, các giếng nghiêng tiếp tục được đào sâu
đến mức vận chuyển của tầng thứ II và từ giếng người ta đào lò xuyên vỉa của tầng
đến các vỉa than. Công tác chuẩn bị cho từng vỉa được thực hiện tương tự như đối
với tầng thứ nhất. Các tầng tiếp theo cũng được mở vỉa theo trình tự tương tự.
2.Công tác vận tải
2.1 Vận tải than
Than vận tải trong lò chợ bằng máng cào, ở các lò dọc vỉa tải than bằng tàu
điện, goòng kéo về giếng chính. Từ giếng chính than được đưa lên mặt đất bằng
trục tải.
2.2 Vận chuyển vật liệu:

Vật liệu được đưa vào từ giếng phụ, đi qua lò xuyên vỉa thông gió 3, theo lò
dọc vỉa thông gió 5 vào cấp cho lò chợ.
3. Công tác thông gió:
Trong quá trình đào lò chuẩn bị, sử dụng phương pháp thông gió cục bộ
bằng các quạt cục bộ và ống gió vải.
Khi mở đi vào sản xuất thông gió cho mở bằng các trạm quạt gió trung tâm.
Gió sạch từ mặt đất vào qua giếng phụ 2, sau đó qua lò xuyên vỉa vận tải 4, dọc vỉa
17
17


vận tải 6 lên thông gió cho các lò chợ. Gió thải từ các lò chợ qua lò dọc vỉa thông
gió 5, lò xuyên vỉa thông gió 2 và qua giếng chính 1 ra ngoài mặt đất.
4. Công tác thoát nước:
Tất cả lượng nước trong mỏ được tập trung tại sân ga và được bơm , bơm
thoát nước lên mặt đất.
5.Tính toán kinh tế:
Chi phí đào lò
Giếng đứng kết hợp xuyên vỉa tầng phương án 3
Tên đường lò

Số
Chiều dài Đơn giá
lượng
(m)
106 1m

Thành tiền 106

Giếng đứng chính 1

1

350

280

98000

Giếng đúng phụ 2

1

350

280

98000

XVTG

4

1826

60

109560

Lò thượng

8

114

35

31920

Lò hạ

8

114

35

31920

tổng

369400
Chi phí vận tải

Tên đường lò

Số Chiều Đơn giá
lượn dài (m) 106 1m
g

Giếng đứng
chính 1

1

0,35

0, 001

XVTG

4

1826

Lò thượng

8

Lò hạ

8

1.500.000

Năm
tồn tại

Thành tiền 106

27

14175

0, 0012

27

88743,6

0, 114

0, 0005

4,5

3078

0, 114

0, 0008

4,5

4924,8

Tổng

18

Am
(T/năm)

110921,4

18


Chi phí bảo vệ lò
Tên đường lò

Số
Chiều
lượng dài (m)

Đơn giá
106

Năm tồn tại

Giếng đứng
chính 1

1

350

1

27

9450

Giếng đứng
phụ 2

1

350

1

27

9450

XVTG

4

1826

1

27

49302

Lò thượng

1

114

0,8

4,5

3283,2

Lò hạ

1

114

0,8

4,5

3283,2

Tổng

Thành tiền 106

74768,4

II.5.5 So sánh các phương án:
a. So sánh về mặt ký thuật:

Ưu điểm
+ Tổng khối lượng đào lò
xuyên vỉa ít.
Phương án I

+ Chi phí đào lò xuyên

Mở vỉa bằng giếng đứng

vỉa nhỏ.

kết hợp với lò xuyên vỉa

+ Chi phí xây dựng và

các mức:

bảo vệ sân giếng nhỏ.
+ Số lượng các đường lò
nhỏ.

Nhược điểm
+ Việc thông gió và tổ
chức vận tải phức tạp,
+ Tổn thất than khi đào
cặp lò thượng chính phụ.
+ Thời gian bước vào sản
xuất lâu.
+ Chi phí xây dựng, bảo
vệ giếng lớn.

+ Chi phí đào giếng đứng
lớn

19

19


+ Khối lượng đào lò ban
đầu nhỏ , nhanh đi vào
sản xuất, chóng thu hồi

+ Số lượng lò xuyên vỉa

Phương án II

vốn.

lớn, nên chi phí đào lò

Mở vỉa bằng giếng

+ Thông gió và tổ chức

xuyên vỉa lớn.

nghiêng kết hợp với lò

vận tải đơn giản.

+ Chi phí xây dựng và

xuyên vỉa tầng:

+ Thời gian tồn tại của

bảo vệ sân giếng lớn.

các đường lò ngắn, chi
phí bảo vệ lò ít.
+ Tổn thất than nhỏ.

Ưu điểm
+ Thông gió và tổ chức
Phương án III

vận tải đơn giản.

Mở vỉa bằng giếng đứng

+ Thời gian tồn tại của

kết hợp với lò xuyên vỉa

các đường lò ngắn, chi

Tầng:

phí bảo vệ lò ít.
+ Chiều dài giếng đứng

nhỏ

20

20

Nhược điểm
+ Việc thông gió và tổ
chức vận tải phức tạp,
+ Thời gian bước vào sản
xuất lâu.
+ Chi phí xây dựng, bảo
vệ giếng lớn.
+ Chi phí đào giếng đứng
lớn


b. So sánh về mặt kinh tế:
Chi phí đào lò
Chi phí bảo vệ
Chi phí vận tải
Tổng

Phương án I
471 340
55813,5
80 619
607772,8

Phương án II

258 595
69 700,5
83 405,7
411 701,2

Phương án II
369 400
74 768,4
110 921
555 089,4

II.5.6.Lựa chọn phương án mở vỉa
Qua so sánh về mặt kỹ thuật và kinh tế của 3 phương án, ta thấy phương án
II có nhiều ưu điểm và chi phí kinh tế ít nhất. Và với mức thiết kế từ -50 đến -300
là không quá sâu, do đó ta chọn phương án II “Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp
với lò xuyên vỉa Tầng “ là hợp lý.
II.6.: Thiết kế thi công và đào lò chuẩn bị
Ta thấy khối lượng công việc chủ yếu của công tác mở vỉa và chuẩn bị là khối
lượng lò xuyên vỉa. Kích thước và tiết diện lò dựa theo điều kiện kĩ thuật là thiết vị
vận tải và thông gió.
II.6.1.1. Xác định kích thước và hình dạng lò:
Thiết bị vận tải ở lò xuyên vỉa là tàu điện cần vẹt 14kp-2 và goòng YBT – 4 với 2
đường xe. Kích cỡ mỗi đường xe là 900 mm.
* Lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang :
Việc lựa chọn hình dạnh mặt cắt ngang khi thiết kế phải đảm bảo khả
năng thông qua của thiết bị vận tải, người đi lại một cách an toàn. Mặt khác kích
thước tiết diện đường lò còn phải đảm bảo khả năng thông gió
Quá trình lựa chọn tiết diện ngang của đường lò phụ thuộc vào rất nhiều yếu
tố như :
- Tính chất của lớp đất đá và khoáng sản mà đường lò đi qua .

- Cường độ và hướng tác dụng của tải trọng lên đất đá .
- Thời gian tồn tại của đường lò, loại vật liệu chống ngoài ra còn phụ
thuộc vào công nghệ thi công nữa .
21

21


Đường lò sử dụng kết cấu chống neo bê tông cốt thép kết hợp với bê tông
phun. Đây là loại kết cấu gia cố có hiệu quả, bền vững. Hệ thống neo bê tông cốt
thép kết hợp với bê tông phun và lưới thép có khả năng mang tải cao trong điều
kiện đất đá cứng.
Đường lò cần thiết kế có thời gian tồn tại là : 8 năm dùng để chở than với sản
lượng là: Q= 1.500.000 T/năm. Và 8 năm dùng để thông gió.
Từ những yêu cầu trên ta có thể lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang của đường
lò là : tiết diện đường lò một tâm thẳng đứng
** Xác định kích thước tiết diện sử dụng.
Để xác định diện tích mặt cắt ngang của đường lò phải dựa vào :
- Công dụng của đường lò : Đường lò cần thiết kế dùng để vận chuyển
than và đất đá
- Kích thước và số lượng phương tiện vận tải sử dụng trong thời gian
khai thác
- Khoảng cách giữa các thiết bị vận tải trong tiết diện theo quy phạm
- Khả năng biến dạng và dịch chuyển đất đá theo thời gian
- Ngoài ra kích thước tiết diện đường lò còn phải thoả mãn yêu cầu đi lại
cho công nhân và yêu cầu thông gió.
a) Chiều rộng bên trong khung chống.
Chiều rộng bên trong khung chống được xác định bằng công thức:
B = m + kA + n + (k-1)c

(mm)

Trong đó:
m – khoảng cách giữa thiết bị vận tải và khung chống bên có người đi lại,
m = 2000 mm
A – chiều rộng lớn nhất của thiết bị vận tải, A = 1350 mm
n – chiều rộng lối không có người đi lại, n = 600 mm
c - khoảng cách an toàn giữa các thiết bị chuyển động ngược nhau
22

22


c = 700 mm = 0,7m
=> B= 2000 + 2.1350 + 600 + 700 = 6000 mm = 6 m
Chọn B = 6 m
b)Chiều cao bên trong khung chống:
H = ht + = 5 ,m
ht: chiều cao tường đứng , ht = 2 m
-Diện tích sử dụng của lò là:
Ssd = B. ht + =6.2 + = 26,1 (

m2

)

c)Kích thước bên ngoài khung chống:
-chiều rộng nền lò đào
Bđ = B + 2( d + hch) ,m
Trong đó d: chiều dầy khung chống d= 0,123 m

hch: chiều dầy tấm chèn ( chọn tấm chèn bằng bê tông )
hch = 0,05 m
=> Bđ = 6 + 2.( 0,123 + 0,05 ) = 6,346 m
- Chiều cao đường lò phải đào:
Hđ = ht + = 5,173 m
-Diện tích bên ngoài khung chống :
Sđ = Bđ.ht + = 6,346 . 2 +

= 28,5 m2

d) Kiểm tra điều kiện thông gió:

V =
Ta có:
23

Ang / d × q × K
60 × µ × S sd

23

≤ [VCP ] = 8m / s
(m/s)


Trong đó:
A – Sản lượng qua lò trong một ngày đêm
A=

= 5 000(T/ ngày-đêm)

q- Lưu lượng gió cần thiết để cho một tấn than trong một ngày đêm:
q = 1,1 m3/phút
k- Hệ số vận tải không đều, K =1,4
µ

là hệ số giảm tiết diện. lấy

µ

= 0,95

=> V = = 5,2 (m/s) < [VCP] = 8(m/s).
Vậy tiết diện đường lò thỏa mãn điều kiện thông gió.
II.6.1.2. Thành lập hộ chiếu chống lò:
Áp lực đất đá lên nóc lò được tính theo công thức của pronođiakônôv:

Pnoc =

4 2 γ
.a .( )
3
f

(T/m)

Trong đó:
a – Nửa chiều rộng đường lò khi đào, a = B/2 = 6,346/2 =3,173 m
γ

- Dung trọng đất đá nóc,

γ

= 2,6 T/m3

f – Hệ số kiên cố của đá nóc, f = 7
Pnoc = = 5 (T/m)
Áp lực đất đá bên hông được xác định theo công thức của xinbarevis:
(

R=
Trong đó :
24

 90o − ϕ 
γ .h
).(2b1 + h). tg 2
2
2 


24

(t/m)


h – Chiều cao đường lò h= 5,173 m
b1 – Chiều cao vòm cân bằng.,
ϕ

= arctgf =arctg 7 = 820

γ- Trọng lượng thể tích đá nóc γ = 2,6 T/m3

b1 =

 90 + ϕ 
a + h.cot g 
 2 
f

= = 0,5 (t/m)

=> R = = 0,2 (t/m)

Áp lực của đất đá lên nền lò được xác định theo công thức:
90 − ϕ
)
2
90 + ϕ
90 − ϕ
tg 2 (
) − tg 2 (
)
2
2
H1.tg 2 (

Pnền =

(t/m)

Trong đó :
H1 : Độ cao của đất đá tác dụng lên nền đường lò.
H1 = b1 + h = 0,5 + 5,173 = 5,673
=> Pnền = = 0,00014 (t/m)
Qua kết quả tính toán cho thấy áp lực tác dụng lên nóc lò là lớn nhất. Hầu
hết ở đây chịu tải trọng của đá vách trực tiếp. Căn cứ vào áp lực tác dụng lên
đường lò, thời gian tồn tại , tiết diện cũng như chức năng của đường lò ta chọn vật
liệu chống lò xuyên vỉa là khung chống thép hình vòm, thép SVP-30.

25

25