ĐỒ ÁN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ MỎ HẦM LÒ: Thiết kế mở vỉa và khai thác vỉa 142 mỏ Khe Chàm I từ mức +38 xuống mức 175 sản lượng 1,5 triệu tấn năm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
KHOA MỎ
BỘ MÔN KHAI THÁC HẦM LÒ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ MỎ HẦM LÒ
Gvhd : T.S Nguyễn Phi Hùng
Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm 01
Đề tài: Thiết kế mở vỉa và khai thác vỉa 14-2 mỏ Khe Chàm I từ mức +38 xuống mức -175
sản lượng 1,5 triệu tấn / năm.
Danh sách thành viên nhóm
1. Vũ Văn Doanh (NT)
2. Vũ Văn Cường
3. Phạm Văn Đồng
4. Nguyễn Văn Nhất
5. Tạ Tùng Linh
6. Nguyễn Vũ Thi

Mã số sinh viên
1321040443
1321040040
1321040468
1321040198
1321040155
1321040268
Hà Nội , 4/2017


MỤC LỤC

2

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ
KHE CHÀM
I. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
1. Ví trí địa lý tự nhiên.
Khoáng sản than Khe Chàm I nằm về phía Bắc, cách thành phố Cẩm Phả gần
10km trong giới hạn:
+ Phía Bắc: giáp thung lũng Dương Huy và công trường khai thác mỏ Bắc Khe
Chàm (Công ty Xây dựng mỏ).
+ Phía Nam: Giáp mỏ than Cao Sơn.
+ Phía Đông: Giáp mỏ than Mông Dương.
+ Phía Tây: Giáp mỏ than Khe Chàm III và công trường Bàng Nâu.
Diện tích khu mỏ là 2 km2.
Khu vực thiết kế là một phần trữ lượng trong ranh giới khai trường, có vị trí giới
hạn bởi toạ độ:
X = 28900 ÷ 29700
Y = 426000 ÷ 428000
Địa hình khu mỏ là đồi núi cao ở khu vực trung tâm thấp dần về phía Bắc, Nam và
Đông. Khu vực trung tâm mức cao nhất là +140m. Phía Nam và Đông Bắc, khu vực được
bao bọc bởi các suối Khe Chàm và thượng lưu sông Mông Dương. Độ cao lòng suối có
cốt +14 ÷ +18. Sông suối có nước quanh năm là dòng thoát nước chính của khu vực Khe
Tam.
Hệ thống giao thông vận tải khá thuận tiện với hệ thống đường mỏ cho ôtô trọng
tải lớn và đường sắt từ mặt bằng sân công nghiệp Cao Sơn ra cảng Cửa Ông. Trong vùng
có các mỏ than lớn như: Cao Sơn, Mông Dương, Dương Huy, Cọc Sáu, Đèo Nai... và các
nhà máy cơ khí Trung Tâm, cơ khí Cẩm Phả, nhà máy tuyển than Cửa Ông...

3

2. Địa hình, khí hậu và giao thông.
Địa hình khu mỏ là đồi núi cao ở khu vực trung tâm thấp dần về phía Bắc, Nam và
Đông. Khu vực trung tâm mức cao nhất là +140m. Phía Nam và Đông Bắc, khu vực được
bao bọc bởi các suối Khe Chàm và thượng lưu sông Mông Dương. Độ cao lòng suối có
cốt +14 ÷ +18. Sông suối có nước quanh năm là dòng thoát nước chính của khu vực Khe
Tam.
Các khu vực mang tính chất chung với toàn vùng một năm có hai mùa rõ rệt: Mùa
Hè - Thu nhiệt độ không khí từ 26° ÷ 38°C (từ tháng 04 đến tháng 10 hàng năm). Đây là
mùa mưa lớn, giông bão thường xuyên và xuất hiện nhiều cơn mưa lớn, đột ngột có khả
năng gây ngập lụt. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 03 năm sau. Trong mùa
thường xảy ra mưa dầm, không khí ẩm ướt độ ẩm không khí tới 95 ÷ 100%. Nhiệt độ
trung bình từ 13° ÷ 21°C.
Hệ thống giao thông vận tải khá thuận tiện với hệ thống đường mỏ cho ôtô trọng
tải lớn và đường sắt từ mặt bằng sân công nghiệp Cao Sơn ra cảng Cửa Ông. Trong vùng
có các mỏ than lớn như: Cao Sơn, Mông Dương, Dương Huy, Cọc Sáu, Đèo Nai.... và các
nhà máy cơ khí Trung Tâm, cơ khí Cẩm Phả, nhà máy tuyển than Cửa Ông....
II. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CẤU TẠO MỎ
1. Địa tầng
Trầm tích chứa than của khu vực là các trầm tích thuộc hệ Triát thống thượng, bậc
Nori (T3n) và trầm tích đệ tứ (Q) chủ yếu là lớp đất phủ dầy 2 ÷ 3 m. Trong cột địa tầng
chung của mỏ có mặt các loại nham thạch: Cuội kết, Sạn kết, Cát kết, bột kết và các vỉa
than từ vỉa 13 ÷ 16 là các vỉa có giá trị công nghiệp.
Cuội kết thường phân bố ở khoảng giữa địa tầng của các vỉa than. Đặc biệt sát
vách vỉa 14-5 là dấu hiệu để nhận biết vỉa than trong quá trình khai thác.
Sạn kết: Diện phân bố rộng, đá cứng chắc. Trong tầng đá vách vỉa 14 - 5 sạn kết
chiếm 10%.
Cát kết: Phổ biến rộng rãi nhất ở vách các vỉa than thuộc loại đá tương đối rắn
chắc.
4

Bột kết: Chiếm khoảng 35 ÷ 50% trong cột địa tầng có khi nằm kẹt giữa các lớp
than, cường độ chịu tải khá tốt.
Sét kết: Khá phổ biến, thường nằm sát trụ vỉa than hoặc tạo thành các lớp kẹp
trong than. Chiều dày thay đổi từ vài cm đến vài m. Đây là loại đá mềm thường gây nên
hiện tượng sụt lở và bùng nền.
2. Kiến tạo
a. Đặc điểm đứt gãy
Trong phạm vi mỏ Khe Chàm chỉ phát hiện đứt gãy L-L và K-K. Trong đó đứt gãy
L-L được phát hiện trong một giai đoạn thăm dò sơ bộ và thăm dò tỉ mỉ. Còn đứt gãy K K mới được phát hiện trong quá trình khai thác xuống sâu mức -10.
Đứt gãy L - L: Đây là đứt gãy nghịch nằm về phía Tây khu mỏ, là đứt gãy lớn. Cơ
sở để xác định đứt gãy tương đối chắc chắn.
Mặt trượt đứt gãy cắm Tây - Nam: Góc cắm từ 65÷70°, biên độ dịch chuyển từ
70÷80m, phương đứt gãy chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam.
Đứt gãy K - K: Đây là đứt gãy nhỏ cục bộ, phân bố trên diện hẹp và nằm sát về
phía Bắc giữa tuyến XIB.
Mặt trượt đứt gãy cắm về hướng Bắc, biên độ dịch chuyển khoảng 30m, góc cắm
từ 80÷85°, phương đứt gãy chạy theo hướng Đông - Tây.
Đặc biệt cần lưu ý đứt gãy K - K chỉ mới phát hiện tại một điểm trong đường lò
khai thác vỉa 14 - 5 mức -10. Cơ sở để xác định chưa chắc chắn nên cần phải được nghiên
cứu thêm.
b. Đặc điểm nếp uốn.
-

Nếp uốn lồi Tây (Bối tà Trung Sơn): Trục kéo dài theo hướng Tây Bắc-Đông Nam,
hai cánh không đối xứng, cánh nằm có độ dốc từ 10 ÷ 35°, cánh Bắc dốc từ 15 ÷
40°. Bối tà Trung Sơn bị đứt gãy L - L cắt qua chia thành hai khối, khối Nam nâng

-

lên, khối Bắc tụt xuống.
Nếp uốn lõm Đông - Nam: Phương kéo dài theo hướng Bắc-Nam, hai cánh tương
đối đối xứng với độ dốc trung bình 30°.
5


III. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CÁC VỈA THAN
1. Cấu tạo các vỉa than.
Trong phạm vi mỏ than Khe Chàm quản lý, địa tầng trầm tích chứa các vỉa than có
giá trị công nghiệp tính đến mức -300 bao gồm:
÷

Vỉa 11: Chiều dày biến đổi từ 1,1m

3,9m khá ổn định về chiều dày, cấu tạo

tương đối đơn giản.
Vỉa 12: Chiều dày biến đổi từ 0,6m (LK 370) đến 1,6m (LK 2541) cấu tạo tương
đối đơn giản, tương đối ổn định.
Vỉa 13-1: Nằm ở dưới sâu vỉa được khống chế bằng 27 lỗ khoan. Chiều dầy vỉa
nhỏ nhất 0,65m (LK 2588), lớn nhất 4,05m (LK 2544), trung bình 2,4 m.
Vỉa 13-2: Được khống chế bởi 49 lỗ khoan, chiều dày vỉa biến đổi từ 0,51÷12,0m,
trung bình 3,15m. Vỉa 13-2 thuộc loại ổn định về chiều dày, cấu tạo khá đơn giản.
Vỉa 14-2: lộ vỉa 14-2 đã được xác định bằng 22 hào và một số lò thăm dò. Ở dưới
sâu vỉa được khống chế bằng 27 lỗ khoan. Chiều dầy vỉa nhỏ nhất 0,85m (LK 2588), lớn
nhất 4,25 m (LK 2544), trung bình 2,7m.
Vỉa 14-4: Nằm trên và cách vỉa 14-2 trung bình 35m. Lộ vỉa được xác định bởi 27
hào thăm dò, dưới sâu được khống chế bởi 36 lỗ khoan. Vỉa có chiều dày nhỏ nhất là
0,00m ( LK 2594), lớn nhất 12,72m (LK K18), trung bình 3,03m.

Vỉa 14-5: Diện phân bố rộng, phần lộ vỉa được xác định bởi 37 hào và lò thăm dò.
Phần vỉa dưới sâu được khống chế bởi 34 lỗ khoan. Chiều dày vỉa nhỏ nhất 0,00m (LK
K36), lớn nhất 6,85m (LK K250), trung bình 3,65m. Vỉa 15 và 16 thuộc tập vỉa trên, ít
giá trị công nghiệp
2. Phần chất than
Than của công ty Khe Chàm thuộc loại than Antraxit đen rắn, mang các đặc điểm
chủ yếu sau:
- Độ ẩm làm việc( WLV) thay đổi từ 3,34 ÷ 9,39%, trung bình 5,20%.
- Độ tro khô (AK) thay đổi từ 6,70 ÷ 23,83%, trung bình 14,5%.
- Chất bốc (VCH) thay đổi từ 5,20 ÷ 8,60, trung bình 6,90%.
- Hàm lượng lưu huỳnh (SCH) thay đổi từ 0,5 ÷ 0,7%, trung bình 0,6%.
- Nhiệt lượng (QCH) thay đổi từ 7699÷8666 Kcal/kg, trung bình 8250 Kcal/kg.
Các số liệu chi tiết xem bảng 1.
Bảng 1: Các đặc điểm của Than
6


TT

Chỉ tiêu chất lượng

Đơn vị

Nhỏ nhất

Lớn nhất

Trung bình

1

Độ ẩm làm việc (ALV)

%

3,34

9,39

5,20

2

Độ ẩm phân tích (APT)

%

2,22

4,92

3,6

3

Độ tro khô(AK)

%

6,70

23,83

14,5

4

Chất bốc cháy (VCH)

%

5,20

8,60

6,90

5

Lưu huỳnh (SCH)

%

0,50

0,70

0,6

6

Phốt pho (P)

%

0,002

0,0169

0,150

7

Nhiệt lượng cháy (QCH)

%

7699

8666

8250

8

Nhiệt lượng làm việc (QLV)

%

5702

7590

6770

9

Thành phần nguyên tố

%

Các bon (C)

%

86,95

97,40

90÷93

Hidrô (H)

%

2,48

3,69

Nitơ (N)

%

0,84

1,73

Oxy (O)

%

0,28

8,87

10

Nhiệt lượng của tro than

%

1273

1574

1300

11

Tỷ trọng

%

1,44

1,78

1,45

12

Thể trọng

%

1,39

3. Trữ lượng khai trường
Trữ lượng địa chất được tính theo biên giới mỏ do Tổng công ty than Việt Nam
giao quản lý. Trữ lượng được tính cho 5 vỉa: 11, 12, 13-1, 13-2, 14-2. Chiều sâu tính trữ
lượng đến mức -300 và chỉ tính riêng cho khai thác hầm lò, không tính trữ lượng khai
thác lộ thiên và các khu vực vỉa có chiều dày mỏng, không khai thác được….
Các chỉ tiêu tính trữ lượng áp dụng theo quy định của UB kế hoạch Nhà nước số
167/UB-CN ngày 16/7/1977 của UBKHNN. Cụ thể: Chiều dầy tối thiểu tính trữ lượng
đối với khai thác hầm lò là: m ≥ 0,80 m, độ tro tối đa Ak ≤ 40%.
Trữ lượng của vỉa được tính trên bản đồ trụ vỉa, và tính theo phương pháp sêcăng:
7


Q = S.M.D (Tấn)

Trong đó:
Q: Trữ lượng địa chất, tấn.
S: Diện tích thật của vỉa, m2.
M: Chiều dày vỉa than tính trữ lượng, m.
D: Thể trọng của than, T/m3.
Tổng trữ lượng địa chất (-300 ÷ +38) là 35.086.000 tấn
Trong đó:
-

Cấp A : 12 085 000 tấn
Cấp B : 17 112 000 tấn
Cấp C1: 5 889 000 tấn

8


CHƯƠNG II. ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ MỞ VỈA, CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ VÀ CÁC
CÔNG TÁC PHỤ TRỢ KHÁC
I. ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ
1. Đặc điểm và nguyên tắc chung:
a. Đặc điểm :
- Mỏ đang tiến hành khai thác mức -300 đến +38
- Các vỉa than trong phạm vi khai trường chủ yếu thuộc vỉa có chiều dày trung
bình, góc dốc thuộc vỉa dốc nghiêng.
b. Nguyên tắc:
Với những đặc điểm trên khai thông phần dưới sâu của mỏ được thực hiện theo
nguyên tắc sau:
- Tận dụng tối đa các công trình trên mặt bằng và các đường lò khai thông chính
của các tầng trên.
- Tổn thất than và các đường lò khai thông là ít nhất.

- Các đường lò được bố trí sao cho khối lượng thi công và cung độ vận tải là nhỏ
nhất .

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

2. Vị trí của giếng, mức khai thác và khai thông khai trường
Vị trí của giếng được xác định trên cơ sở:
Điều kiện địa hình khu mỏ.
Đáy giếng ở trung tâm.
Vận tải trong.
Nền móng ổn định.
Điều kiện địa chất thủy văn phù hợp.
Khả năng kết nối vận tải tốt.
Khả năng đổ rót ổn định.
Khối lượng san gạt nhỏ.
Thuận lợi cung cấp điện, nước và thải nước.
Tổn thất than làm trụ bảo vệ mặt bằng là nhỏ nhất.
Tận dụng các cụng trình xung quanh, trên mặt bằng.

9

Trên cơ sở bản đồ địa hình ta thấy phía tây nam là khai trường lộ thiên công
trường III, phía Nam là mặt bằng mỏ than Cao Sơn gần đường giao thông nên ta chọn vị
trí đặt giếng tại vị trí mặt bằng có cốt cao +38. Và tiến hành mở vỉa.
Tọa độ vị trí giếng :
Tọa độ
X
Y

Miệng giếng
28438
427250

3. Đề xuất phương án mở vỉa cho vỉa 14-2 mỏ than Khe Chàm I
 Phương án 1 : Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp đường lò xuyên vỉa tầng
 Phương án 2: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp đường lò xuyên vỉa mức
II. PHÂN CHIA RUỘNG NHỎ
Với tổng chiều dài thẳng đứng của khu thiết kế vỉa than từ +38 ÷ -300 là 338 m,
đối tượng khai thác là vỉa than 14-2 với góc dốc trung bình các vỉa là α = 160 ÷ 250, độ
kiên cố f = 1,5 ÷ 3, trọng lượng thể tích của than
γ = 1,45 ;t/m3.
Do đặc điểm các vỉa than trong ruộng mỏ có chiều dày và góc dốc biến đổi. Vì
vậy, đồ án chia ruộng mỏ thành 4 tầng như sau:
Tầng I: Mức +38 ÷ -9
Tầng II: Mức -9 ÷ -59
Tầng III: Mức -59 ÷ -109
Tầng IV: Mức -109 ÷ -175
III. MỞ VỈA VÀ CÔNG TÁC CHUẨN BỊ MỞ VỈA
1. Phương án 1: Mở vải bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng

a. Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị:

10


PHU ONG N 1 : M? V?I B?NG GI?NG NGHIấNG K?T H? P Lề XUYấN V?A T?NG

dvvt -175

dvvt -109
dvvt -59
dvvt -9
dvtg +41

A
14 2, 2'

1 , 1'

1

3

4 , 4'

2

5
6 , 6'

3
xv 3

7

xv 5

xv 7

xv 9

8, 8'

4

9

A
10 , 10'

so d? m? v?a c?a v?a 14-2
chỳ gi?i :
1, 1' : gi?ng nghiờng chớnh, ph?
Đ ất phủ
V.4

-

Đ ứt gãy và h ớ ng dịchchuyển

Than

Sét kết

Lò khai thác và mức cao

Sét than

Bột kết

LK.A
287.79

Sạn kết

LK.A : Số hiệu lỗ khoan
287.79: Đ ộ cao miệng lỗ khoan
Bên trái

Vỉa than dự đoán

Cuội kết

V.4

Vỉa than chắc chắn

1

3, 5, 7 ,9 : lũ xuyờn v?a t?ng

2, 2', 4, 4', 6, 6', 8, 8', 10, 1 0' : lũ d?c v?a

L +2 50

201.42: Chiều sâ
u trụ vỉa

H.VI-35/21

Hào thăm dò, số hiệu
và các yếu tố thếnằm củađá

Than bẩn

Cát kết

30

201
.42

9.4
2(

11, 11' : lũ ch?

Bên phải
30 : Đ ộ dốcđấtđá
0.51
5 ) 8.9

1

9.42: Chiều dày chung của vỉa

12, 12' : h?ng sỏo

1'

0.51: Chiều dày lớ p kẹp
5: Số lớ p kẹp
8.91: Chiều dày tínhtrữl ợ ng

13, 13' : lũ song song

371.08: Chi ều sâu đáy lỗ khoan

14 : rónh thoỏt giú

371.08

Hỡnh 1. S m va phng ỏn 1
b. Trỡnh t o lũ

T mt bng a hỡnh ta ó chn v trớ t ging o cp ging nghiờng chớnh, ph
1,1 ti mc vn ti ca tng khai thỏc 1. T mc vn ti ta o lũ xuyn va 3 vo gp
va than, t mc thụng giú v vn ti ca tng khai thỏc 1 ta o ng lũ dc va thụng
giú 2,2 v ng lũ dc va vn ti 4,4 v hai cỏnh ca va than. Ta o lũ ct ni ng
lũ 2-4 v 2-4 to thnh lũ ch 11,11. Trong quỏ trỡnh khai thỏc than bo v cỏc
ng lũ dc va ta o lũ song song 13, 13 v hng sỏo 12,12.
Trong quỏ trỡnh khai thỏc tng trờn ta chun b cỏc cụng tỏc cho khai thỏc tng

di. thc hin cỏc cụng tỏc trờn thỡ ta o ging xung sõu mc -59.
c. S vn ti

Than c khai thỏc t gng lũ ch 11,11 c vn chuyn xung lũ song song
13 ri ti hng sỏo 12,12 v c a xung lũ dc va vn ti 4,4. Than c a ra
ng lũ xuyờn va 3 v c a lờn theo ging chớnh 1 ri i ra ngoi.
d. S thụng giú v thoỏt nc m
11

rónh g iú 14


Gió sạch được đưa vào qua giếng nghiêng phụ 1’ rồi tới lò xuyên vỉa 3 rồi tách ra
2 luồng đi qua lò dọc vỉa vận tải 4,4’. Gió đi tiếp qua họng sáo 12,12’ lên lò song song
13,13’. Và gió đi qua gương lò chợ thông gió cho gương lò chợ 11, 11’. Gió sạch qua lò
chợ sẽ được đi tiếp lên lò dọc vỉa thông gió 2,2’ rồi đi đến giếng nghiêng phụ 1’ và qua
rãnh thoát gió số 14 ra ngoài môi trường bên ngoài.
Thoát nước: Nước thoát ra từ các địa tầng, các đường lò khai thác theo các rãnh
nước chảy vào hầm chứa nước ở các tầng. Tại đây bố trí hầm bơm chứa nước, đưa nước
theo đường ống đặt ở giếng phụ dẫn lên mặt đất.
e. Các thông số mở vỉa của phương án 1

Bảng 2: thông số mở vỉa phương án 1

TT

Tên đường lò

Chiều dài (m)

Tiết diện

Tiết diện sử

đào

dụng

Sđ (m2)

Ssd(m2)

Vật liệu
chống

1

Giếng nghiêng chính

700

24

19

Thép

2

Giếng nghiêng phụ

700

24

19

Thép

3

Lò xuyên vỉa

393

18.7

15.8

Thép

4

Lò dọc vỉa

198.72*5=993

10

7.5

Thép

5

Rãnh gió

22

2. Phương án 2: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp lò xuyên vỉa tầng
a. Sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị:

12


dvvt -175
dvvt -1109
11

2, 2'

dvvt -59
1

dvvt -9
3

4 , 4'

dvvt +38

2

5
6 , 6'

3

7

8, 8'

4

9

lũ xv 11

lũ xv 3

lũ xv 5

lũ xv 7

lũ xv 9

10 , 10'

Ghi chú:
1: Giếng đứng chính

2: Giếng đứng phụ
3: Lò xuyên vỉa
4: Lò dọc vỉa

so d? m? v?a c?a v?a 14-2

Đ ất phủ

Vỉa thandự đoán
L +250

Đ ứt gã y và h ớ ng dịch chuyển

Than

Sét kết

Lò khai thác và mức cao

Sét than

Bột kết

Than bẩn

Cát kết

Sạn kết

LK.A

287.79

LK .A : Số hiệu lỗ khoan
287.79: Đ ộ cao miệng lỗ khoan
Bêntrái

Cuội kết
201.42: Chiều sâu trụ vỉa
30

Vỉa than chắ
c chắn

H.VI -35 /21

Hào thămdò, số hiệu
vàcác yếu tố thếnằmcủa đá

Bên phải
30 : Đ ộ dốc đất đá
9.42: Chiều dày chung của vỉa
0.51: Chiềudày lớ p kẹp
5: Số lớ p kẹp
8.91: Chiều dày tính trữl ợ ng
371.08: Chiều sâu đáy lỗ khoan

371.08

Hỡnh 2 : s m va phng ỏn 2
b. Trỡnh t o lũ:

V trớ ging v mt bng sõn cụng nghip c chn ti mc +32 .
Ti mt bng sõn cụng nghip, ta thi cụng 2 ging ng chớnh, ph 1 v 2. Hai
ging c o n mc vn ti ca tng th nht. Ti mc +38 ta o ng lũ bng
xuyờn va thụng giú v ti mc - 9 ta o ng lũ xuyờn va vn ti cho tng th nht.
Ti v trớ lũ xuyờn va gp cỏc va, ta o ng lũ dc va vn ti v dc va thụng giú v
hai cỏnh ca va. Ti 2 cỏnh ca rung m, ta b trớ lũ ct theo phng phỏp khu
khu than ti hai cỏnh ca rung m.
Cỏc tng tip theo tin hnh tng t, ng lũ vn ti tng trờn s l ng lũ
thụng giú cho tng di.
c. S vn ti.

- Vn ti than:
Than t lũ ch theo mỏng co qua lũ song song v hng sỏo xung lũ dc va vn
ti bng tu in ra lũ xuyờn va vn ti bng tu in ra sõn ga v c thựng skớp vn
chuyn lờn mt bng qua ging chớnh.

13


Sơ đồ: Than → lò chợ → lò song chân → họng sáo → dọc vỉa → xuyên vỉa vận
tải → giếng chính 1 → ra ngoài mặt bằng.
- Vận chuyển vật liệu:
Nguyên vật liệu từ mặt bằng → giếng phụ 2 → Xuyên vỉa → dọc vỉa → lò chợ.
d. Sơ đồ thông gió và thoát nước mỏ :
 Thông gió.
-

Gió sạch → giếng phụ → xuyên vỉa vận tải → dọc vỉa vận tải → lò chợ.
Gió bẩn → lò chợ → dọc vỉa thông gió → xuyên vỉa thông gió → ngoài mặt
bằng.

 Thoát nước mỏ.
Để phục vụ cho công tác thoát nước tất cả các đường lò nằm ngang phải được đào
với độ dốc 50/00 và có đặt các rãnh thoát nước.
Nước từ lò chợ → dọc vỉa vận tải → xuyên vỉa vận tải → hầm chứa sân ga → bơm
lên mặt bằng.
e. Các thông số mở vỉa của phương án 2:

Bảng 3:Các thông số mở vỉa phương án 2
STT

Tên đường lò

Chiều dài

Tiết diện đào

Tiết diện sử

Vật liệu

(m)

Sđ (m2)

dụng Ssd (m2)

chống

1

Giếng đứng chính

201

29.35

23.6

Thép

2

Giếng đứng phụ

198

20.2

16

Thép

3

Lò xuyên vỉa

1962

18.7

15.8

Thép

4

Lò dọc vỉa

993

10

7.5

Thép

5

Sân ga

600

6

Rãnh gió

35

 Phân tích và so sánh về mặt kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa

14


Ưu điểm

Nhược điểm

- Nhanh chóng tiếp cận vỉa than.
- Nhanh thu hồi vốn.
Phương án 1

- Chi phí bảo vệ giếng lớn
- Khả năng thông tải nhỏ, công
suất vận tải bằng toa gonoong bị

- Sơ đồ thông gió, vận tải, thoát giới hạn.
nước đơn giản.

- Tiết diện giếng lớn.

- Khối lượng đường lò ban đầu
nhỏ.

- Chi phí bảo vệ và vận tải lớn.

- Tổng khối lượng công tác trong
toàn bộ mỏ nhỏ hơn giếng
nghiêng.

- Khối lượng đường lò xuyên vỉa

- Ở những mỏ có kích thước lớn, lớn.
Phương án 2

phương án đảm bảo sự tồn tại - Chỉ áp dụng cho điều kiện đất
trong thời gian dài cho mỗi mức đá phủ vững chắc.
với chi phí tương đối nhỏ.

- Chi phí đào lò lớn.

- Kích thước đường lũ nhỏ hơn
giếng nghiêng
 So sánh hai phương án về mặt kinh tế :
•

Chi phí xây dựng cơ bản:
Chi phí đào đường lò mở vỉa, sân giếng
Ccb = L * K , đồng
Trong đó:
- L: chiều dài lò, m
- K: đơn giá một mét lò, đồng/m
Phương án 1:
TT

Tên đường lò

Chiều dài (m)

15

Đơn giá
(đồng/m)

Thành tiền (đồng)


1

Giếng nghiêng chính

700

30.000.000

21.000.000.000

2

Giếng nghiêng phụ

700

30.000.000

21.000.000.000

3

Lò xuyên vỉa

392

18.000.000

7.056.000.000

4

Các lò dọc vỉa

993

12.000.000

11.916.000.000

5

Sân giếng

50*4 = 200

12.000.000

2.400.000.000

6

Rãnh gió

50

12.000.000

600.000.000

7

Tổng

63.972.000.000

Phương án 2:
TT

Chiều dài (m)

Đơn giá
(đồng/m)

Thành tiền (đồng)

1

Giếng đứng chính

201

130.000.000

26.130.000.000

2

Giếng đứng phụ

198

90.000.000

17.820.000.000

3

Lò xuyên vỉa

1962

18.000.000

35.316.000.000

4

Các lò dọc vỉa

993

12.000.000

11.916.000.000

5

Sân giếng

200

12.000.000

2.400.000.000

6

Rãnh gió

40

12.000.000

480.000.000

7
•

Tên đường lò

Tổng

94.062.000.000

Chi phí bảo vệ đường lò:
R = r. l. t , (đồng)
Trong đó:
r : Đơn giá bảo vệ lò (đồng/m.năm)
16


l: Chiều dài lò cần bảo vệ (m)
t: Thời gian cần bảo vệ (năm)
•

Phương án 1:
S
TT

Tên đường lò

Thời gian

(m)

(đ/m)

(năm)

Thành tiền (đ)

Giếng nghiêng chính

700

70.000

21

1.029.000.000

2

Giếng nghiêng phụ

700

70.000

21

1.029.000.000

3

Lò xuyên vỉa

1962

40.000

7

539.280.000

4

Lò dọc vỉa

50.000

7

347.550.000

5

Sân giếng

200

45.000

21

189.000.000

6

Rãnh gió

50

45.000

21

47.250.000

993

Tổng

3.181.080.000

Phương án 2:
S
TT

Tên đường lò

Chiều dài

Đơn giá

Thời gian

(m)

(đ/m)

(năm)

Thành tiền (đ)

1

Giếng đứng chính

201

30.000

21

126.630.000

2

Giếng đứng phụ

198

30.000

21

124.740.000

3

Lò xuyên vỉa

1962

40.000

7

539.280.000

4

Lò dọc vỉa

993

50.000

7

347.550.000

5

Sân giếng

200

45.000

21

189.000.000

6

Rãnh gió

40

45.000

21

37.800.000

7

•

Đơn giá

1

7
•

Chiều dài

Tổng

1.365.000.000

Chi phí vận tải
CVT = Q.l.t.K, (đồng)
Trong đó:
-

Q: Khối lượng than vận chuyển qua lò trong 1 năm (tấn)
l: Chiều dài vận chuyển ( km)
t: Thời gian vận chuyển (năm)
17


-

K: Đơn giá vận chuyển 1 tấn than qua lò ( đồng)

Phương án 1:

TT

Sản lượng

Tên đường lò

(tấn)

dài
(km)

Đơn
giá (đ)

gian

Thành tiền (đ)

(năm)

Giếng nghiêng chính

1.500.000

0,7

2.500

21

55.125.000.000

2

Giếng nghiêng phụ

1.500.000

0,7

2.500

21

55.125.000.000

3

Lò xuyên vỉa

1.500.000

1,962

2.500

3.5

25.751.250.000

4

Lò dọc vỉa

1.500.000

0,993

3.000

3.5

13.033.125.000

Tổng

149.034.375.000

Phương án 2:

TT

Tên đường lò

Sản lượng

Chiều

Đơn giá

(tấn)

dài (km)

(đ)

Thời
gian

Thành tiền (đ)

(năm)

1

Giếng đứng chính

1.500.000

0,201

15.000

21

94.972.500.000

2

Giếng đứng phụ

1.500.000

0,198

15.000

21

93.555.000.000

3

Lò xuyên vỉa

1.500.000

1,962

2.500

3.5

25.751.250.000

4

Lò dọc vỉa

1.500.000

0,993

2.500

3.5

13.033.125.000

Tổng
•

Thời

1

5

•

Chiều

227.311.875.000

Bảng 4: Bảng so sánh chi phí 2 phương án mở vỉa
ST
T

Chỉ tiêu so sánh

Phương án 1
18

Phương án 2


1

Chi phí xây dựng cơ bản

63.972.000.000

94.062.000.000

2

Chi phí bảo vệ

3.181.080.000

1.365.000.000

3

Chi phí vận tải

149.034.375.000

227.311.875.000

4

Tổng

216.187.455.000

322.738.875.000

5

Tỷ lệ

100%

149%

 Từ các bảng so sánh kỹ thuật và so sánh tính kinh tế của hai phương ta thấy
phương án 1 mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với đường lò xuyên vỉa tầng có
những yếu tố kỹ thuật và kinh tế có lợi thế hơn phương án 2. Vậy ta chọn phương
án 1 là phương án mở vỉa cho vỉa 14-2 mỏ than Khe Chàm I.
3. Thiết kế thi công đào lò mở vỉa.
Trên cơ sở các đường lò xuyên vỉa khu trung tâm mức -9 đào các đường lò dọc vỉa
than dọc về hai cánh của ruộng mỏ, để tiện cho việc thông gió khi đào lò thì tiến hành
đào các đường lò dọc vỉa thông gió tại các tầng. Ta tính thiết kế thi công đường lò xuyên
vỉa mức -9, các đường lò khác cũng thiết kế tương tự.
a. Chọn hình dạng và vật liệu chống giữ.
Căn cứ vào áp lực đất đá xung quanh, phương pháp mở vỉa thì ta chọn hình dạng
tiết diện ngang đường lò xuyên vỉa có dạng hình vòm một tâm tường thẳng đứng. Hình
dạng này thuận lợi cả về chịu lực và thi công.
Cơ sở để xác định tiết diện lò xuyên vỉa trung tâm bao gồm: Sản lượng cần thông
qua lò A = 1.500.000 (tấn/năm). Mỏ xếp loại III về khí Mêtan và bụi nổ. Phương tiện vận
tải ở lò xuyên vỉa là tầu điện. Thời gian tồn tại của lò xuyên vỉa là 21 năm.
Với hình dạng tiết diện đó chọn ở trên kết hợp với thời gian tồn tại của đường lò
và công dụng của chúng em xin chọn Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò
vật liệu chống giữ lò bằng thép lòng máng SV3, tấm chèn bêtông cốt thép có chiều dày
0,05 m.
• Chọn và tính toán thiết bị vận tải

19

Với điều kiện khai thác mỏ và điều kiện vận tải hiện tại của mỏ chọn thiết bị vận
tải trong lò xuyên vỉa là tầu điện.
Do yêu cầu sản lượng thiết kế mỏ và nhu cầu tăng sản lượng ngày càng cao và mỏ
là mỏ loại III về khí CH4 chọn đầu tàu acquy A14 - 2 và goòng loại YBD - 3.
Bảng 5: Bảng đặc tính kỹ thuật tàu điện cần vẹt 14KP − 2
STT

Các thông số

Đơn vị

Chỉ tiêu kỹ thuật

1

Chiều cao

mm

1550

2

Chiều dài

mm

4900

3

Chiều rộng

mm

1350

4

Cỡ đường

mm

900

5

Tốc độ

km/h

12,6

6

Trọng lượng bám dính

Tấn

14

Bảng 6: Bảng đặc tính kỹ thuật goòng VG 3,3
Mã hiệu
VG - 3,3

Dung

Chiều

Chiều dài

Chiều cao

TL bản

Cỡ đường

tích (m3)

rộng (m)

(m)

(m)

thân (T)

(m)

3,3

1,32

3,45

1,30

1,1

0,9

Tính toán tiết diện ngang của lò.
•

Chiều rộng bên trong, bên ngoài vỏ chống.
Chiều rộng bên trong vỏ chống được xác định theo công thức:
B = m + k. A + (k-1). C + n (m)
Trong đó:
m: Khoảng cách an toàn giữ thiết bị và khung chống m = 0,3 (m).
A: Kích thước lớn nhất của thiết bị A = 1,35 (m).
20


C: Khoảng cách an toàn giữa 2 thiết bị chuyển động ngược chiều nhau
C = 0,25 (m).
k: Số đường vận tải trong đường lò k = 2.
n: Khoảng cách từ thiết bị vận tải tới vì chống tính ngang với chiều cao
thiết bị vận tải.
n = (1,7 – htb). cotgα + n′ (m).
n′: Khoảng cách an toàn cho người đi lại, mang vác thiết bị tính từ phần

nhô ra lớn nhất của thiết bị ở độ cao (1,7 -:- 1,8 m) tới vì chống, theo quy phạm n ′
≥ 0,7 (m), chọn n′ = 0,8 (m).
α: Độ thách của khung chống, với vì chống hình vòm α = 0.
htb: Khoảng cách từ mức trên cùng của thiết bị tới đường lò, htb = 1,5 (m).
Vậy: n = 1,7 – 1,5 + 0,8 = 1 (m).
Thay số vào biểu thức ta có :
B = 0,3 + 2. 1,35 + 0,25 + 1 = 4,25 (m).
- Chiều rộng bên ngoài vỏ chống. Bn = B + 2. (a + b) (m).
Với:
a: Chiều dày vỏ chống a = hr = 0,16 (m).
b: Chiều dày thanh chèn b = 0,1 (m).
Vậy: Bn = 4,25 + 2. (0,16 + 0,1) = 4,77 (m)
•

Chiều cao từ nền lò tới chân vòm.
h = h1 + hđx (m)
h - Chiều cao từ nền lò lên tới chân vòm (m).
h1- Chiều cao từ đỉnh ray tới chân vòm, đường lò có 2 đường xe chọn h1 = 1,7 (m).
hđx - Chiều cao của đường xe (m). hđx = hđ + hr (m).
hđ - Chiều cao lớp đất đá giải, chọn loại ray P33 do đó chọn hđ = 0,2 (m).
21


hr - Chiều cao ray loại P33 có hr = 0,16 (m).
Vậy :
hđx = 0,2 + 0,16 = 0,36 (m)
Thay vào công thức ta có : h = 1,7 + 0,36 = 2,06 (m).
•
•

Bán kính của vòm, diện tích của đường lò.
Bán kính vòm bên trong vỏ chống:
Rt = B/2 = 4,25/2 = 2,125 (m).

2125
2385

4185
1350

1350
300

500

1000

250

2060
4250
900
160
200
160

400
300
200

100

Hình 3. Sơ đồ xác định kích thước tiết diện ngang đường lò
- Diện tích sử dụng đường lò:
Ssd = Sv + Shl (m2).
Trong đó:
- Ssd : diện tích sử dụng của đường lò (m2).
- Sv : diện tích vòm (m2)

Sv =

1
2

.π. R2 =

1
2

.3,14.(2,125)2 = 7,1 (m2) .
22

4445


- Shl : diện tích phần hông lò (m2)
Shl = B. h = 4,25. 2, 06 = 8,7 (m2).
Vậy: Ssd = 7,1 + 8,7 = 15,8 ,(m2).
- Diện tích đào.

Sđ =

•

1
2

.π.Rn2 + Bn. h =

1
2

.3,14.(2,385)2 + 4,77. 2,06 = 18,7 (m2).

Kiểm tra tiết diện đường lò theo điều kiện thông gió
Angd * q * K

V=

60 * S sd * µ

, m/s

Trong đó:

Angđ: Sản lượng mỏ ngày đêm.
m

Angđ =

Am
N

== 5000 T/ng-đêm

m

A : Công suất mỏ, A = 1.500.000 T
N: Số ngày làm việc trong năm, N = 300 ngày
q: Lượng không khí tối thiểu cung cấp để khai thác 1 tấn than, q = 1,2 m3
k: Hệ số khai thác không đồng đều, k = 1,05
µ: Hệ số giảm tiết diện trong khung chống do đặt thiết bị, µ = 1,1
Ssd- Tiết diện sử dụng của đường lò,Ssd = 15,8 m2.
Thay số vào ta được :
V = =6,04 m/s

23


Theo điều kiện thông gió

Vmin ≤ V ≤ Vmax

với giá trị Vmin = 0,25m/s, Vmax = 8m/s. Kết

quả tính toán cho thấy tiết diện lựa chọn thoả mãn điều kiện thông gió.
4. Hộ chiếu chống lò
Xác định áp lực tác dụng lên 1m dài đường lò
Sơ đồ áp lực tác dụng lên đường lò (hình 4)

h

Pn

Ph

2a

Ph

Hình 4: Sơ đồ áp lực mỏ tác dụng lên đường lò
+ Áp lực đất đá lên nóc lò: Theo công thức của GS.Prôtôđiakônov :
Pnoc =

4 * a2 * γ
,T / m
3* f

Trong đó:
a - Nửa chiều rộng của đường lò, a = 2,125 (m) ;
f - Hệ số kiên cố của đất đá nóc lò, f = 6 ;
γ

- Trọng lượng thể tích của đất đá nóc,

Vậy ta có : PN =

4 * (2,125) 2
* 2,6
6*3

γ

= 2,60 (T/m3) ;

= 3,28 (T/m) ;

+ Áp lực đất đá lên hông lò:
Theo Ximbarevic:

h

P =

γd
h
2

1

2

(h + 2b )tg (

90° − ϕ
2

Trong đó:
h - Chiều cao đường lò, h = 4,185 m

24

) , T/m


γ

- Góc nội ma sát.
1

b - Chiều cao vòm cân bằng, m
a + h. cot g (
tgϕ

1

b =

h

Vậy: P =

90° + ϕ
)
2

2,385 + 4,185. cot g (
tg 80°

=

2,6.4,185
2

2

(4,185+2.0,486)tg (

90° + 80°
)
2

= 0,486 m

90° − 80°
2

) = 0,22 T/m

Áp lực tác dụng lên nền lò:
90° − ϕ
)
2
90° + ϕ
90° − ϕ
tg 2 (
) − tg 2 (
)
2
2

H 1 .tg 2 (

P

nen

=
1

1

H = b + h =0,486 + 4,185 = 4,671 m
Vậy: P

nen

= 0,000277 T/m

Căn cứ vào áp lực đất đá xung quanh lò, thời gian tồn tại lò và tiết diện đường lò
lớn nên ta sử dụng vật liệu chống lò là vì chống SV3, chèn bê tông.
+ Khoảng cách giữa các vì chống

L

max

=

vi

[ Pvi ]
Pnoc

,m

Với [P ] là khả năng chịu tải của vì chống linh hoạt. Ta chọn vật liệu chống lò vì
thép SV3 có: [Pvì] = 2,92 Tấn/vì

25