Đồ án môn học: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN

Đồ án môn học

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN
Hướng dẫn: GV. TS Nguyễn Anh Tuấn
Đơn vị: Bộ môn Khai thác Lộ thiên, Trường đại học Mỏ - Địa chất

Nhóm sinh viên:

Nhóm 4
Nguyễn Hoàng Anh 1321040004
Nguyên Huy Trường 1321040310
Nguyễn Huy Phương 1321040551
Nguyễn Đăng Khoa
1321040143
Phạm văn Vọng
1321040333
Nguyễn Khắc Đạt
1321040062
Nguyễn văn Giang
1321040078
Đỗ xuân Hòa
1321040100
Lương quý Thành
1321040256
Bùi đức Hanh
1321040088
Hoàng việt Hùng
1321040113
Bùi đắc Hồng
1321040110

Trịnh văn Thư
1321040288

MỤC LỤC

1

1


Đề Bài:
Cho một mỏ lộ thiên trong điều kiện mặt đất bằng phẳng có chiều dày của vỉa M = 20m;
góc dốc kết thúc của mỏ về phía trụ bằng góc cắm của vỉa γ = 350; góc dốc kết thúc mỏ về
phía vách: γv = 400.
1) Sử dụng nguyên tắc Kgh

≥ Kbg và phương pháp giải tích để xác định chiều sâu cuối

cùng của mỏ
Với các số liệu cho sau đây: Giá bán 1 tấn khoáng sản thương phẩm G = 920 000 đ/tấn; Suất
thu hồi khoáng sản thương phẩm: 0,9; Giá thành khai thác một tấn quặng thuần tuý: a =
100 000 đ/tấn; Chi phí vận chuyển khoáng sản từ mỏ về nhà máy tuyển: C v = 30 000 đ/tấn;
Chi phí tuyển 1 tấn khoáng sản: Ct = 15 000 đ/tấn; Chi phí khoang nổ 1m3 đất đá: Ckn=
15 000 đ/m3; Chi phí xúc 1m3 đất đá: Cx = 5 000 đ/m3 ; Chi phí thải 1m3 đất đá (kể cả đền bù
diện tích đất đổ thải): 3 000 đ/m3 ; Chiều cao bãi thải : HO = 50 m; Hệ số kéo dài tuyến
đường khi ôtô chạy trên bãi thải Kd = 1,1 và chạy trên bờ mỏ Kd = 1,2; Độ dốc của đường i
= 7%; Cước vận chuyển đất đá S = 5 000 đ/m3.km; Khối lượng riêng của quặng: 1,45
tấn/m3; Khoảng cách từ mặt mỏ đến chân bãi thải: 3,8 km
2) Xác định các thông số hệ thống khai thác

Với các số liệu cho sau đây: Chiều dài trung bình mỏ: L tb = 1000m; Chiều dài luồng xúc: Lx
= 250m; Chiều cao tầng: h = 15m; Góc dốc sườn tầng: α = 800; Chiều rộng mặt tầng tạm
dừng công tác: Bv = 20m; Tốc độ xuống sâu của mỏ: Vs = 15m/năm; Đường cản: W = 7,5m;
Khoảng cách giữa hai hàng mìn: b = 7m; Chỉ tiêu thuốc nổ: q = 0,45kg/m 3; Đá khó nổ mìn
vừa.
3) Vẽ biểu đồ CĐCT, lập lịch kế hoạch khai thác 5 năm đầu khai thác và chọn máy xúc

bóc đá cho mỏ lộ thiên khai thác theo lớp đứng.
Yêu cầu về bản vẽ: Vẽ tuyến công tác của từng năm từ năm thứ 1 đến năm thứ 5 thời kỳ khai
thác trên mặt cắt và trên bình đồ.

2

2


Bài Làm
I) Sử dụng nguyên tắc Kgh ≥ Kbg và phương pháp giải tích để xác định chiều sâu cuối
cùng của mỏ

1) Xác định hệ số bóc giới hạn, Kgh = ?
 Hệ số bóc giới hạn được xác định theo công thức sau:
Trong đó:





G_ giá bán 1tấn khoáng sản thương phẩm, G = 920 000 đ/tấn.
γ _ suất thu hồi khoáng sản thương phẩm, γ = 0,9.

Cv _chi phí vận chuyển khoáng sản từ mỏ về nhà máy tuyển, Cv = 30 000 đ/tấn.
Ct _ chi phí tuyển 1tấn khoáng sản, Ct = 15 000 đ/tấn.
del_rac.bat


a _ giá thành khai thác 1tấn khoáng sản thuần tuý, a = 100 000 đ/tấn.
 b _ giá thành bóc 1m3 đất đá, .
Với:
 Cx _ chi phí xúc 1m3 đất đá, Cx = 5 000 đ/m3.
 Cđ _ chi phí đổ thải 1m3 đất đá, Cđ = 3 000 đ/m3.
 Cknm _ chi phí khoan nổ mìn, Cknm = 15 000 đ/m3.
 Ccđ _ chi phí vận chuyển đá thải, Ccđ = S.Li .
+ S_ là cước vận chuyển, S = 5 000 đ/m3.km.
+ Li _ khoảng cách vận chuyển đá thải trên các tầng,
Trong đó:






Ho _ chiều cao bãi thải, Ho = 50 (m).
hi _ tầng, i=1  n.
H_ chiều cao tầng, H=15 (m).
i_ độ dốc của đường, i = 7%.
Kd _hệ số khéo dài tuyến đường, Kd = 1,1 khi chạy trên bãi
thải, Kd = 1,2 khi chạy trên bờ mỏ.
 Lo _khoảng cách từ mặt mỏ tới chân bãi thải, Lo = 3800 (m).
 Khoảng cách vận chuyển đá thải là:
 Chi phi chuyển đá:

 Giá thành bóc 1m3 đất đá:
3

3


 Hệ số bóc giới hạn:
 Ta có bảng xác định hệ số bóc giới hạn theo chỉ tiêu kinh tế như sau:
Tầng

G.γ - (Cv + Ct + a)
(đ).

Cx + Cđ + Cknm
(đ).

Mặt mỏ tới
vị trí đổ thải
(m).

Mặt mỏ tới
các tầng
(m).

Ccđ :chi phí vận
chuyển đá thải
(đ).

1

683000

23000

4585

257

24211

2

683000

23000

4585

514

25496

3

683000

23000

4585

771

26782

4

683000

23000

4585

1029

28068

5

683000

23000

4585

1286

29354

6

683000

23000

4585

1543

30639

7

683000

23000

4585

1800

31925

8

683000

23000

4585

2057

33211

9

683000

23000

4585

2314

34496

10

683000

23000

4585

2571

35782

11

683000

23000

4585

2829

37068

12

683000

23000

4585

3086

38354

13

683000

23000

4585

3343

39639

14

683000

23000

4585

3600

40925

15

683000

23000

4585

3857

42211

Bảng xác định hệ số bóc biên giới:
 Từ giao điểm của đường nằm ngang với trụ vỉa ta kẻ các đường xiên góc

γt = 35º và từ giao điểm của đường nằm ngang với vách vỉa ta kẻ các
đường xiên góc γv= 40º tới mặt đất biểu thị bờ dừng phía trụ và vách vỉa.

4

4

Kgh

21.0

20.4

19.9

19.4

18.9

18.5

18.0

17.6

17.2

16.8

16.5

16.1

15.8

15.5

15.2


 Tiến hành đo diện tích than khai thác và đất đá phải bóc tương ứng nằm giữa
hai vị trí bờ mỏ liên tiếp đối với tất cả các tầng là Q và V . Sau đó xác định
hệ số bóc biên giới cho các độ sâu theo công thức :
Tầng

Quặng Q,(m2).

Đất đá bóc
V (m2).

Kbg

1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15

523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03
523.03

294.74
884.22
1473.7
2063.18
2652.66
3242.14

3831.62
4421.1
5010.58
5600.06
6189.54
6779.02
7368.5
7957.98
8547.46

0.56
1.69
2.82
3.94
5.07
6.20
7.33
8.45
9.58
10.71
11.83
12.96
14.09
15.22
16.34

 Xác định được biên giới mỏ theo nguyên tắc,
 Hệ số bóc giới hạn:
2) Chiều sâu cuối cùng của mỏ, Hc theo nguyên tắc , .
 Phương pháp hình học:

5

5


 Phương pháp giải tích:
Trong đó:
 Kgh _ hệ số bóc giới hạn, Kgh = 15,5 (m3/m3).
 M _ chiều dày nằm ngang của vỉa,
 m_ chiều dày của lớp kẹp, m = 0.
 γv, γt _ góc nghiêng bờ dừng ở phía vách, trụ là 40°, 35º.
6

6


 Chiều sâu cuối cùng của mỏ Hc = 210 (m), đảm bảo nguyên tắc .
3) Kích thước khai trường.
 Chiều dài trung bình của mỏ: Ltb =1000 (m).
 Chiều dài đầu mỏ: l =(n-1)Bv + (n×h.cotgα)
= (14-1)20+(14×15×cotg80) = 297 (m).
 Chiều dài trên mặt của mỏ: Lkt = 1277 (m).
 Chiều dài đáy mỏ: Lkt = 683 (m).
 Chiều rộng khai trường: Bkt = 585 (m).
 Chiều rộng đáy mỏ: Bđm = 53,65 (m).
II)
Thiêt kế mở vỉa.
1) Chọn phương pháp mở vỉa.
a) Chọn phương pháp mở vỉa bám vách vỉa.

 Ưu điểm:
 Khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ.
 Nhanh đưa mỏ vào sản xuất, giảm chi phí đầu tư ban đầu.
 Chất lượng quặng đảm bảo, hệ số thu hồi cao.
2) Vị trí và hình thức đào hào.
a) Hào mở vỉa:
 Do độ sâu khai thác lớn (-210) ưu tiên lựa chọn mở vỉa bằng hào trong
 Ưu điểm:
 Có khả năng nâng cao tốc độ xuống sâu của công trình mỏ, phù
hợp với mỏ có sản lượng lớn.
 Khối lượng xây dựng cơ bản nhỏ, mỏ nhanh chóng được đưa vào
sản xuất.
 Khoảng cách vận chuyển ngắn hơn nhiều so với các hình thức
khác.
 Giảm được chi phí vận chuyển đối với các tầng sâu.
b) Tuyến đường hào cơ bản:
 Hào cố định được bố trí bên phía trụ vỉa để vận chuyển khoáng sàng.
 Hào di động được bố trí bên phía bờ vách vỉa nhằm vận chuyển đá bóc và
cung ứng nguyên vật liệu.
c) Hào chuẩn bị:
 Hào chuẩn bị được đào bám vách vỉa dọc theo phương của vỉa.
III)
7

Thiết kế tuyến đường hào.
1) Tuyến đường hào cơ bản.
7


a) Độ dốc của tuyến hào cơ bản:

 Độ dốc dọc của tuyến đường được lựa chọn theo yêu cầu đồ án với
i = 7%, hệ số kéo dài tuyến đường Kd = 1,2.
 Độ dốc ngang của tuyến đường lựa chọn để đảm bảo thoát nước là tốt nhất
in =0,3%.
b) Chiều rộng hào cơ bản, Bo

 Chiều rộng hào cơ bản được tính theo công thức sau:
Trong đó:
 Z _ Chiều rộng đai an toàn trượt ở,
+ _ góc ổn định tự nhiên của đất đá,
+ α _ góc nghiêng sườn tầng, α =80°.
 C1, C2 _ Chiều rộng phần lề đường, C1 = C2 = 1 (m).
 bo _ chiều rộng ôtô, A = 4,5 (m) ( lấy theo ôtô CAT -773E ).
 M _ khoảng cách an toàn giữa 2 xe khi chạy ngược chiều,
 k _chiều rộng rãnh thoát nước, k = 1 (m).
 t _ khoảng cách mép rãnh tới chân tầng, t = 0,5 (m).
 chiều rộng hào cơ bản là:
c) Chiều dài tuyến đường hào, Llt =?
 Chiều dài tuyến hào cơ bản được tính như sau:
2) Hào chuẩn bị
a) Chiều rộng đáy hào chuẩn bị
8

8


 Chiều rộng đáy hào chuẩn bị được xác định theo thông số của thiết bị tham gia
đào hào và sơ đồ nhận tải của ôtô. Với sơ đồ nhận tải của ôtô là quay đảo chiều
thì chiều rộng của đáy hào chuẩn bị được xác định theo công thức sau:

Trong đó:
 Ro _ bán kính quay đảo chiều của ôtô, Ro = 10,8 (m).
 Lo _ chiều dài ôtô, Lo = 9,7 m ( lấy theo ôtô dài nhất CAT -773E ).
 A _ chiều rộng ôtô, a = 4,5 m ( lấy theo ôtô rộng nhất CAT -773E ).
 m_ khoảng cách an toàn từ ôtô đên mép tầng, m = 2 (m).

b) Chiều dài tuyến hào chuẩn bị trên các tầng?
 Chiều dài tuyến hào chuẩn bị của tầng 1:
 Tương tự ta tính được chiều dài tuyến hào chuẩn bị trên các tầng theo công
thức trên.

9

9


3) Hào dốc

a) Chiều rộng hào dốc?
 Chiều rộng hào dốc lấy theo chiều rộng đáy hào chuẩn bị, Bd =Bcb =22 (m).
b) Chiều dài hào dốc?
IV) Xác định các thông số hệ thống khai thác
1) Xác định chiều cao tầng
 Chiều cao tầng lựa chọn theo yêu cầu đề bài,
H = 15 (m).
 Tổng số tầng khai thác là:
2) Chiều rộng khoảnh khai thác
 Chiều rộng dải khấu được tính theo công thức sau, A = ?
Trong đó:
 W_ đường cản chân tầng, W = 7,5 (m).

 n _ số hàng mìn, n = 2.
 b _ khoảng cách giữa các hàng mìn, b = 7 (m).

3) Chiều dài tuyến công tác và luồng xúc
 Lấy theo số liệu đề bài:
 Chiều dài trung bình của tuyến công tác, Ltb = 1000 (m)
 Chiều dài trung bình 1 luồng xúc, Lx = 250 (m)
 Số luông xúc:
4) Chiều rộng mặt tầng không công tác
 Chiều rộng mặt tầng không công tác lấy theo yều cầu đề bài:
5) Chiều rộng đống đá nổ mìn
10

10


 Chiều rộng đông đá nổ mìn được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
 Kv _ hệ số phụ thuộc vào thời gian vi sai, Kv = 0,9.
 Kn _ hệ số đặc trưng cho mức độ khó nổ mìn của đất đá, đất đá khó nổ
mìn vừa, Kn = 2,5.
 Kδ _ hệ số ảnh hưởng bởi góc nghiêng của lỗ khoan, Kδ = 1.
 H _ chiều cao tầng, H = 15 (m).
 q _ chỉ tiêu thuốc nổ, q = 0,45 kg/m3.
 Chiều rộng đống đá nổ mìn khi khấu 1 or 2 khoảnh:
6) Chiều rộng tối thiểu của mặt tầng công tác
a) Điều kiện đất đá làm tơi bằng khoan nổ mìn, sử dụng dải khấu thông tầng:
Trong đó:
 Z _ chiều rộng đới trượt nở tự nhiên, Z = 4,3 (m).
 C1 = C2 _ khoảng cách an toàn, C1 = C2 = 1 (m).

 T _ chiều rộng dải vận tải, T = 10 (m).
 Bctmin = ?
b) Điều kiện đất đá làm tơi bằng khoan nổ mìn, sử dụng dải khấu cụt:
 Đồ án sử dụng dải khấu cụt để tiến hành khai thác.
V) Lập biểu đồ CĐCT, lập lịch kế hoạch cho 5 năm đầu khai thác và chọn
máy xúc bóc đá cho mỏ lộ thiên khai thác theo lớp đứng.
1. Điều chỉnh lịch bóc đá, xác định sản lượng đá bóc trong thời kỳ sản xuất
bình thường.
• Vì tốc độ xuống sâu hàng năm Vs = 15 (m/năm), bằng chiều cao 1 tầng.
• Trong 4 năm đầu là thời gian xây dựng cơ bản của mỏ, T XDCB = 4 (năm) và năm
cuối cùng là năm đóng cửa mỏ, Tkt = 1 (năm) sẽ không điều chỉnh mà giữ nguyên
sản lượng bóc đá.
• Tuổi thọ mỏ bằng số lượng tầng trên mỏ: TM = 14 năm.
• Từ năm thứ 5 đến năm thứ 13 sẽ điều chỉnh khối lượng bóc đá trong thời kỳ sản
xuất bình thường hàng năm là Ađ = 6099339 m3/năm.
• Sản lượng than trung bình hằng năm là, A q = 475611 m3/năm = 690000
tấn/năm.
11

11


Biểu đồ điều chỉnh khối lượng bóc đất đá trên các tầng.

12

12


13

13


2. Xác định dung tích gầu xúc và chọn máy xúc.
 Từ bảng thống kê khối lượng đất đá bóc trên các tầng ta thấy mỗi mỗi
năm cần phải bóc 8block, ta có số máy xúc bóc đá phục vụ cho mỏ N o =
10, trong đó có 8 máy xúc làm nhiệm vụ mở rộng và 1 máy xúc đào hào
dốc và hào chuẩn bị, và 1 máy xúc để khai thác quặng
 Trong đồng bộ thiết bị trên mỏ lộ thiên thì thiết bị xúc thường được chọn
đầu tiên và được coi như thiết bị chính của mỏ. Thiết bị xúc được chọn
trước hết phụ thuộc vào mức độ khó xúc của đất đá và chiều cao tầng:



14

Để năng suất của thiết bị xúc là tối đa ta lựa chọn thiết bị xúc phù hợp với
chiều cao tầng là 15 (m), như sau:
 Chọn máy xúc tay gầu ЭKT - 8U để xúc đất đá.
 Chọn máy xúc thuỷ lực gầu ngược PC - 750 kết hợp với máy xúc tay gầu
ЭKT - 4,6 để xúc than.

14


15

15