Thiết kế mở vỉa và khai thác cho vỉa 8 từ +0 đến mức 350 với công suất 400000 Tấnnăm

Danh sách thành viên nhóm 7:
1.Mai Anh Đại
2.Khương Minh Thành
3.Đào Văn Chính
4.Vương Văn Hùng
5.Trần Xuân Linh
6.Đinh Văn Phi
Giảng viên hướng dẫn:
Ts:Nguyễn Phi Hùng


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây ngành than ngày càng được khẳng định tầm quan trọng
trong nền kinh tế quốc dân. Không chỉ là nguyên liệu cung cấp cho các ngành công
nghiệp mà còn được xuất khẩu đem lại nguồn lợi nhuận lớn cho đất nước, than còn là
nguồn chất đốt phục vụ cho sinh hoạt đời sống của nhân dân. Đời sống của cán bộ công
nhân viên trong ngành than ngày càng được nâng cao.
Thấy rõ được tầm quan trọng của ngành than, trong những năm qua nhất là khi đổi
mới, Đảng và nhà nước đã quan tâm và đầu tư rất nhiều cả về vốn, công nghệ và nhân
lực để phát triển ngành than sao cho hiệu quả sản xuất là lớn nhất.
Bản thân em là một sinh viên đang theo học ngành Khai thác mỏ hầm lò của
Trường đại học mỏ địa chất. Sau khi trải qua quá trình học tập trong trường và thực tập
tốt nghiệp. Nay đã kết thúc khóa học và được giao đề tài đồ án tốt nghiệp:
PHẦN CHUNG: Thiết kế mở vỉa và khai thác cho vỉa 8 từ +0 đến mức -350 với công
suất 400000 Tấn/năm

CHƯƠNG I

ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU
MỎ
I.1. ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

I.1.1. VỊ TRÍ GIAO THÔNG VÀ ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
a)Vị trí địa lý:
Khu mỏ Mạo Khê nằm ở cực Tây đới chứa than bối tà Tràng Bạch thuộc bể
than Quảng Yên. Khu mỏ có toạ độ:
106033’15” ÷ 106041’ 45” kinh độ Đông.

-

21002’ 15” ÷ 21006’ 33” Vĩ độ Bắc.
Phạm vi khu mỏ từ tuyến I đến tuyến XV:
Phía Đông giáp xã Phạm Hồng Thái.
Phía Tây giáp xã Kim Sơn.
Phía Nam giáp quốc lộ 18A chạy qua thị trấn Mạo Khê.
Phía Bắc giáp xã Tràng Lương – Huyện Đông Triều.
Cách Hà Nội 105 km về phía Tây.
Cách Hòn Gai 58 km về phía Đông.
Cách Hải Phòng 30 km về Phía Nam.


Địa hình khu mỏ Mạo Khê là khu vực đồi núi thấp dần về phía Nam và bị bào mòn kéo
dài từ Đông sang Tây với độ cao trung bình từ +15 ÷ +505 m.
Trong địa bàn mỏ Mạo Khê có hai con suối chính đó là suối Văn Lôi và suối Bình
Minh. Các vỉa than cánh Bắc nằm trên sườn núi cao, các vỉa than cánh Nam nằm mặt
địa hình khá bằng phẳng.

b)Hệ thống giao thông:
Hệ thống đường sắt cỡ 1435 mm được nối liền từ nhà sàng tới ga Mạo Khê dài khoảng
2 km, tuyến đường sắt này được hoà chung vào mạng lưới giao thông quốc gia.
- Cách 2 km về phía Nam là đường quốc lộ 18A và được nối liền khu vực của mỏ.
- Cách gần 3 km về phía nam là sông Đá Bạc chảy theo hướng Bắc Nam đổ về Quảng

Yên, sông này rất thuận lợi cho đường giao thông thuỷ với phương tiện thuyền và sà lan
cỡ trọng tải 300 tấn đi lại dễ dàng.

c)Địa hình:
Nhìn một cách tổng quát ta thấy khu mỏ có nhiều thuận lợi về giao thông đường
thuỷ, đường bộ và đường sắt, sử dụng được nhiều phương tiện vận tải để tiêu thụ sản
phẩm.
I.1.2. TÌNH HÌNH DÂN CƯ, KINH TẾ VÀ CHÍNH TRỊ KHU VỰC THIẾT KẾ

a) Dân cư:
Vùng mỏ có khoảng 90 vạn người sống và làm việc chủ yếu là người Kinh sống bằng
hai nghề chính đó là làm mỏ và làm nông nghiệp. Số dân làm nông nghiệp chiếm khoảng
30% chủ yếu là cấy lúa và trồng rau đất đai rộng và tốt. Đây là nguồn cung cấp lương
thực, thực phẩm cho mỏ. Nhìn chung khu mỏ và vùng lân cận có cơ sở kinh tế chưa phát
triển, chủ yếu là nền kinh tế nông nghiệp. Phía Đông có nhà máy điện Uông Bí,phía Nam
có nhà máy xi măng Hoàng Thạch đang thời kì phát triển.

b) Kinh tế:
Nền kinh tế của mỏ có nhiều tiềm năng, mỏ có nhà sàng công suất lớn đáp ứng được
nhu cầu sản xuất hiện tại cũng như những năm sau này. Bên cạnh nhà sàng có công suất
lớn, mỏ còn có một phân xưởng chế tạo những vật liệu và có khả năng trung tu thiết bị
lớn phục vụ sản xuất.

c) Chính trị:
Đại đa số nhân dân có tinh thần cách mạng cao có mang truyền thống quê hương đệ tứ
chiến khu Đông Triều sớm ảnh hưởng sâu sắc tinh thần cách mạng của giai cấp công
nhân vùng mỏ. Đời sống văn hóa vật chất, tinh thần khá phong phú. Có một nhà văn hoá
công nhân 700 chỗ ngồi được trang bị hiện đại, có nhà thi đấu thể thao, bể bơi,sân vận
động, công viên, thư viện phục vụ đủ nhu cầu về văn hoá cho công nhân.

I.1.3. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU
Khu mỏ Mạo Khê nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa mưa nhiều, với hai mùa rõ rệt.
Lượng mưa bình quân năm là 1768 mm, lớn nhất là 1800,7 mm, nhỏ nhất là 1497,8 mm.
Mùa mưa tập trung từ tháng 4 đến tháng 9. Số ngày mưa bình quân trong năm là 110
ngày ( thấp nhất là 94 ngày, cao nhất là 124 ngày ).
Lượng bốc hơi bình quân trong năm là 776,6 mm ( thấp nhất là 762,1 mm, cao nhất là
791,6 mm ).


Lượng mưa trung bình hàng năm là 1700 mm, tập trung chủ yếu vào mùa mưa chiếm
90% lượng nước mưa cả năm.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,3 0C, lượng gió chủ yếu vào mùa hè là gió Đông
Nam, về mùa đông là gió Đông Bắc với tốc độ gió lớn nhất là 38 m/s. Mỏ gần biển nên
ảnh hưởng khí hậu biển, đôi khi có bão, hướng gió thay đổi theo mùa. Độ ẩm trung bình
hàng năm 68%, lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi.

I.2. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT
I.2.1. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT KHU MỎ
1. Địa tầng
Địa tầng chứa than mỏ Mạo Khê là một nếp lồi không hoàn chỉnh, địa tầng chứa
than bị phân cách thành hai cánh: cánh Bắc và cánh Nam do hoạt động kiến tạo của địa
chất bởi đứt gẫy FA. Địa tầng chứa than thuộc giới Mezozoi .
Thống Triat thượng - Bậc Nơri -Rêti.
Ký hiệu M2 ( T3n- R ).
a) Địa tầng cánh Bắc
Được chia ra làm 3 tập than :
- Tập than dưới : ( T3n-rHg2 ) là địa tầng trụ vỉa 2 trở xuống. Đất đá trong tập này
chủ yếu là hạt mịn bao gồm bột kết xen kẹp sét kết và rất ít cát kết.
- Tập than giữa : Phân bố hầu hết trên diện tích mỏ từ vỉa 2 đến vỉa 12 đặc trưng
đất đá bao gồm : cát kết, sạn kết, cuội kết màu xám đến màu xám trắng chiếm 60%. Loại

đá này phân bố chủ yếu giữa hai vỉa than, cát kết hạt mịn, bột kết chiếm 20% phân bố
gần vách và trụ vỉa than thành hai phần chủ yếu là Thạch Anh và Xirêxit.
- Tập than trên : Từ vách vỉa 12 đến vỉa 17 đá chủ yếu là hạt thô sáng màu
gồm : cát kết hạt thô, cuội kết chiếm 80% còn lại là bột kết và sét kết.
- Tập than trên có vỉa : 19, 18, 17, 14, 12, 11.
- Tập than giữa có vỉa : 10, 9b, 9a, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2.
- Tập than dưới có vỉa : 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e.
Với chiều dày khai thác là : 62,8 m.
Khu vực thiết kế là tập than giữa thuộc khu 56 ( Từ vỉa 5 ÷ 10 ).
b) Địa tầng cánh Nam:
Nằm giữa phay FA và FB chứa 22 vỉa than, trong đó có giá trị khai thác là vỉa 1 d
đến vỉa 1b bao gồm các loại đá :
- Cuội kết chiếm 35% phân bố trung gian giữa các vỉa. Thành phần chủ yếu là hạt
mịn, Thạch Anh, ...
- Cát kết ( sa thạch ) chiếm 46% tập trung ở giữa các vỉa than. Thành phần : Thạch
Anh, xi- măng gắn kết, Ôxit sắt.
- Bột kết ( Alêvrôlít ) chiếm 30%, thành phần chủ yếu là Thạch Anh, sét Xifexít.
- Ăcghilít ( sét kết ) chiếm 10%, thành phần Xirexít silic than có chứa thực vật.
2. Kiến tạo


Khu vực khai thác mỏ Mạo Khê là đơn tà cắm Bắc góc dốc từ 25 ÷ 500. Gần trục
nếp lồi là các đứt gãy nhỏ kéo theo.
- Đứt gãy F340 là đứt gãy thuận cắm Bắc, góc cắm từ 700 ÷ 800 cự ly dịch chuyển từ
30 ÷ 50m đới phá huỷ từ tuyến III đến tuyến IV.
- Đứt gãy FA : Là đứt gãy thuận cắm Bắc độ dốc > 700, đới phá huỷ từ vài mét đến
hàng chục mét.
- FC B : Là đứt gãy thuận cắm bắc nằm ở giữa tuyến VI đến tuyến X kéo dài xấp xỉ
550 m, biên độ dịch chuyển từ 30 ÷ 50m, góc dốc từ 600 ÷ 700 đới phá huỷ hẹp.
- Đứt gãy F11 : Là đứt gãy thuận cắm góc từ 70 0 ÷ 750, biên độ dịch chuyển từ 30 ÷

50m, đới phá huỷ từ 0 ÷ 15m, ngoài ra còn một số đứt gãy nhỏ kéo theo do đứt gãy lớn
gây ra.
I.2.2. CẤU TẠO VỈA THAN
Vỉa V8 có giá trị khai thác như sau:
Tên
vỉa
8

Góc dốc
Chiều dày
của vỉa
vỉa (m)
(Độ)
250
2.96

Khoảng
Mức độ ổn định
cách
vỉa
của vỉa
(m)
Ổn định
8÷9=120

Cấu tạo vỉa
Đơn giản

I.2.3. PHẨM CHẤT THAN
1. Đặc điểm của các vỉa than

- Vỉa V8 cấu tạo đơn giản ít lớp đá kẹp
2. Tính chất cơ lý của than các vỉa
Hiện nay theo số liệu phân tích và tính toán sơ bộ tỷ lệ lẫn bẩn trong than là 3,5%.
- Độ tro địa chất trung bình của các vỉa
Ak = 14 ÷ 26%
- Độ ẩm trung bình phân tích
W% = 5,58%
- Chất bốc
Vch = 7,34%
- Tỷ trọng
d = 0,98 T/ m3
- Độ kiên cố
f = 1 ÷ 2.
3. Tính chất hoá học và công nghệ.
- Chất bốc : Vch% = 7,34%
- Nhiệt lượng : k = 6800 Calo/ kg
Than khai thác khu vực thiết kế từ vỉa 5 đến vỉa 10 là loại than AnTraxít thuộc loại
không khói. Than có màu đen nhánh, ánh kim, chất lượng than tốt, tỷ lệ than cục thấp.


Chất lượng than của vỉa như sau:
Ký
hiệu

Đơn vị

V5

V6

V7

V8

V9

V9b

Độ ẩm

Wpt

%

4,8

4,5

5,8

4,91

4,82

4,5

Độ tro

Ak

%

35

21

20

14

13

14

Chất bốc

Vch

%

6,9

7,3

7,2

7,4

7,3

7,2

Lưu huỳnh

S

%

0,7

0,5

0,65

0,5

0,5

0,5

Nhiệt lượng

Q

Kcalo/k
g

6800

6800

6800

6950

6950

6950

Thể trọng

δ

T/ m3

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

Tên gọi

4. Thành phần của than

- Hàm lượng lưu huỳnh

S% = 0,5 ÷ 0,7.

- Hàm lượng Oxy

O% = 2,4 ÷ 5,05.

- Hàm lượng Cacbon

C% = 86,4 ÷ 94,2.

- Hàm lượng Photpho

P% = 0,001 ÷ 0,09.

- Hàm lượng Hydro

H% = 2,38 ÷ 3,15.

I.2.4. ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN
1. Nước mặt
Trong khu mỏ có 2 suối chính là suối Văn Lôi và suối Bình Minh, chiều dài từ 2 ÷ 6km,
chiều rộng từ 3 ÷ 8m. Ngoài ra còn có 2 hồ chính là hồ Tràng Bạch và hồ Yên Thọ. Địa
hình ít có thực vật điều kiện tập trung nước nhanh.
Trong khu vực thiết kế từ mức +0 đến mức -350 do vậy lượng nước mặt dễ dàng ngấm
xuống và đọng lại có thể xuất hiện đột ngột.
2. Nước dưới đất
Tầng chứa nước trong địa tầng là sa thạch cứng. Độ ngấm của nước tương đối yếu,
theo tài liệu địa chất trong khu vực thiết kế không có nước ngầm. Nguồn cung cấp chính

cho nước ngầm là mưa. Lưu lượng nước ngầm phụ thuộc vào lưu lượng nước mưa hàng
năm. Về mùa mưa lưu lượng nước mưa tràn vào lò tương đối lớn khoảng 75m 3/h, về mùa
khô khoảng 25 m3/ h, nhiệt độ nước ngầm khoảng 260C, nước ngầm có độ khoáng cao.
I.2.5. ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1. Tính chất cơ lý và thành phần của đất đá


Gồm các loại: Nham thạch, sa thạch, diệp thạch.
- Sa thạch : Rắn chắc là loại sa thạch Thạch Anh ở trên mặt bị phong hoá, kẽ nứt phát
triển theo mặt lớp.
- Diệp thạch: Nứt nẻ kém nhưng dễ bị phong hoá bở rời, ít thấm nước hoặc cách nước
do đó ở sâu diệp thạch khô và rắn chắc.
- Các lớp than: Chứa nước tốt, có vỉa than rắn chắc, có vỉa vụn rời, vách và vỉa của
trụ than thường là sa thạch, diệp thạch, sét kết và bột kếtt, cách nước hoặc thấm nước
kém, có thể sa thạch và diệp thạch rất cứng.
2. Các hiện tượng địa chất công trình
Nham thạch trong khu mỏ thuộc loại cứng,liên kết chặt chẽ thuận lợi cơ bản cho quá
trình khai thác. Độ dốc nham thạch từ tuyến II đến tuyến V là từ 30 ÷ 450 và từ tuyến V
đến tuyến XII từ 45 ÷ 700. Do ảnh hưởng của độ dốc dẫn đến nham thạch dễ sinh ra
trượt lở nên cần có biện pháp đề phòng tốt.
Đa số các vỉa có vách và trụ là sét kết và bột kết dễ biến dạng, có ảnh hưởng trực tiếp
đến việc khai thác.
Từ các điều kiện địa chất công trình thăm dò và qua thực tế đào lò chuẩn bị, khai thác
cho ta thấy khu vực thiết kế V8
Không có hiện tượng trượt lở tự nhiên đất đá ổn định và tương đối cứng vững.

I.2.6. TRỮ LƯỢNG THAN
Qua tài liệu thăm dò đánh giá trữ lượng toàn mỏ từ mức -150 lên lộ vỉa :
- Cấp C :
9586 × 103 tấn.

- Cấp C1 :
20237 × 103 tấn.
- Cấp C2 :
8027 × 103 tấn.
I.3 KẾT LUẬN
Một số đặc điểm địa chất cần lưu ý
- Mỏ thuộc loại siêu hạng về khí nổ cần đến công tác phòng chống cháy nổ.
- Vỉa than không có tính tự cháy cho nên không khó khăn đến việc lựa chọn hệ thống
khai thác.
- Địa chất thuỷ văn: Cần theo dõi thường xuyên và có sự thống kê các số liệu để nhận
định kịp thời có biện pháp kỹ thuật để xử lý khi gặp sự cố về nước. Khi gặp hiện tượng
khác thường về nước trong lò cần khoan thăm dò và có biện pháp giải quyết.
- Mặt địa hình là đồi núi có độ dốc lớn, có biện pháp thoát nước mặt tốt như san lấp
các hố lộ vỉa đã khai thác và chèn lấp các ngầm đã khai thác, chèn lấp các ngầm như
họng sáo.
- Qua phân tích đặc điểm và điều kiện địa chất khu vực mở vỉa 56 cho ta thấy những
thuận lợi và khó khăn khi thiết kế mở vỉa và khai thác như sau :
- Thuận lợi: Vị trí khu vực thiết kế thuận lợi cho việc cung cấp vật tư, vật liệu, thiết bị động lực,
vận chuyển than và công tác xây dựng mặt bằng công nghiệp. Cấu tạo của vỉa tương đối ổn định
đảm bảo cho công tác mở vỉa và khai thác.


- Khó khăn: Theo yêu cầu thiết kế mở vỉa cho vỉa từ mức +0 xuống mức -350 với chiều
sâu là 350m. Đây là một khó khăn vì thi công lò giếng không đơn giản như lò bằng và
công tác thi công từ trên xuống công tác vận tải ban đầu khó khăn hơn nữa, lò giếng có
nhiều cung đoạn phức tạp, việc lựa chọn phương án và thời gian xây dựng cơ bản phải
hợp lý đảm bảo thời gian ra than. Công tác thoát nước từ dưới lên phải dùng loại bơm
có công suất lớn đặc biệt là mùa mưa lượng nước ngầm chảy vào mỏ có thể tương đối
lớn. Đá trụ chủ yếu là sét kết nên khi chúng bị ngậm nước sẽ trương nở mạnh, góc ma sát
nhỏ, hệ số dính kết giảm dễ gây ra hiện tượng bùng nền.

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
CHƯƠNG 2
MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ
II.1. GIỚI HẠN KHU VỰC THIẾT KẾ
II.1.1. BIÊN GIỚI KHU VỰC THIẾT KẾ
Vỉa thiết kế nằm trong địa hình đồi núi thấp và chịu ảnh hưởng của địa chất khu mỏ.
Với đề tài được giao là thiết kế mở vỉa từ mức +0 đến mức
-350 , khu vực thiết kế được giới hạn bởi:Mặt cắt tuyến III đến tuyến VI
II.1.2. KÍCH THƯỚC KHU VỰC THIẾT KẾ
- Chiều rộng khu vực thiết kế là 799m .
- Chiều dài khu vực thiết kế là 1458m.
- Vậy diện tích khu vực thiết kế là 799.1458 = 1,165 km2.
II.2. TRỮ LƯỢNG
II.2.1. TRỮ LƯỢNG ĐỊA CHẤT
Trữ lượng địa chất của khu vực thiết kế từ -350 lên 0 được tính dựa vào các thông
số của các vỉa lấy từ các mặt cắt địa chất tuyến III đến tuyến VI.
Kết quả tính toán trữ lượng địa chất của vỉa 8:
Vỉa 8
8

- Chiều dày trung bình của vỉa 8 là: m =2.96 m
- Góc dốc trung bình là = 250
Chiều dài theo hướng dốc của vỉa 8 là : H8 =828 m
γ
p
Trữ lượng địa chất: Z8=H8.L .M8.
Vậy trữ lượng địa chất của vỉa 8 là:

9b

Z =828.1458.2,96.1,6 = 5717412 (tấn)
II.2.2. TÍNH TRỮ LƯỢNG CÔNG NGHIỆP
dc

Zcn = Z .C , Tấn
Với: C: Hệ số khai thác trữ lượng
C = 1 - Tch
Tch: Tổn thất chung của mỏ
t

Tch =T +T

kt

t

T = 4%: Tổn thất do để lại các trụ bảo vệ
kt

T = 10%:Tổn thất khai thác
Do đó C = 1 - 14% = 0,86
Trữ lượng công nghiệp.
ZCN = Z

dc

.C = 5717412. 0,86 = 4916975(tấn).

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
II.3. CÔNG SUẤT VÀ TUỔI MỎ
II.3.1. CÔNG SUẤT MỎ
Theo thiết kế cho vỉa 8 nên sản lượng là 400000 tấn /năm.
II.3.2. TUỔI MỎ
- Tuổi mỏ tính toán được tính theo công thức:
T = Tt + t1 + t2 , Năm.
Trong đó:
Tt: Thời gian khấu vét hết trữ lượng công nghiệp
Tt = , Năm.
Tt - Tuổi mỏ tính toán, năm
Zcn: Trữ lượng công nghiệp của mỏ, Tấn
Am: Công suất mỏ, Am = 400000 Tấn/năm.
4916975
400000

Tt =
= 13 (năm).
t1: Thời gian xây dựng mỏ, t1 = 2 (năm).
t2: Thời gian khấu vét đóng cửa, t2 = 1 (năm).
⇒ T = 13 + 2 + 1= 16 (năm).
II.4. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MỎ
II.4.1.CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC TRONG NĂM
Với điều kiện sản xuất của mỏ hầm lò đòi hỏi chế độ làm việc phải tiến hành liên
tục và nhịp nhàng do đó mỏ vẫn áp dụng chế độ làm việc tuần làm 6 ngày, nghỉ ngày chủ
nhật và sử dụng sơ đồ đổi ca hợp lý để đảm bảo sức khoẻ cho công nhân.
- Thời gian làm việc trong 1 năm là 300 ngày.
+ Số ngày làm việc trong tháng: 26 ngày.

+ Số ca làm việc trong ngày: 3 ca.
+ Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ
II.4.2. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC TRONG NGÀY
- Bộ phận lao động trực tiếp làm việc 3 ca trong 1 ngày đêm, thời gian làm việc
các ca như sau.
Ca sản xuất
Mùa hè
Mùa đông
h
h
I
6 ÷ 14
7h ÷ 15h
II
14h ÷ 22h
15h ÷ 23h
III
22h ÷ 6h
23h ÷ 7h
Thời gian nghỉ giữa một ca là 30 phút
Thời gian giao ca 30 phút.
- Sơ đồ đổi ca

Ca lµm viÖc

Thø 7

Chñ NhËt

Thø 2

Sè giê nghØ

I

(Tæ1)

(Tæ2)

32

II

(Tæ2)

(Tæ3)

32

III

(Tæ3)

(Tæ1)

56

- Bộ phận hành chính gián tiếp thực hiện theo chế độ tuần làm 5 ngày, ngày làm việc
8 giờ.
+ Buổi sáng từ 7h - 11h 30’.

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
+ Buổi chiều từ 13h ÷ 16h30,.
- Bộ phận trực trạm, bảo vệ, thông gió thực hiện chế độ làm việc liên tục
+ Số ngày làm việc trong năm: 365 ngày.
+ Số ngày làm việc trong tháng: 30 ngày.
+ Số ca làm việc trong ngày: 3 ca.
+ Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ
- Để đảm bảo sản xuất được liên tục và đảm bảo sức khoẻ cho công nhân, thực hiện chế
độ sản xuất tuần đổi ca một lần theo sơ đồ trên.
II.5. PHÂN CHIA RUỘNG MỎ
Do điều kiện địa chất khu mỏ và hình thức mở vỉa nên ta chia ruộng mỏ thành các
tầng.Với việc thiết kế mở vỉa từ mức +0 đến -350 thì tổng chiều cao đứng của tầng là
500 m nên ta sẽ chia ruộng mỏ thành tầng,mỗi tầng có chiều cao là 50 m:
Tầng 1 từ + 0 ÷ -50
Tầng 2 từ -100 ÷ -150
Tầng 3 từ - 150 ÷ -200
Tầng 4 từ - 200 ÷ -250
Tầng 5 từ -250 ÷ -300
Tầng 6 từ -300 ÷ -350
II.6. MỞ VỈA
II.6.1. KHÁI QUÁT CHUNG
Với nhiệm vụ được giao là thiết kế mở vỉa và khai thác cho vỉa than 8 từ mức +0 đến
mức -350. Do đó việc mở vỉa hợp lý là công việc rất quan trọng và ảnh hưởng đến việc
khai thác sau này.
Khu vực thiết kế có địa hình thoải nằm sát đường ô tô trong mỏ, do đó rất thuận tiện
cho việc cung cấp vật tư thiết bị.
1. Những yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa

a, Những yếu tố về địa chất.
Công tác mở vỉa khu vực phụ thuộc nhiều vào trữ lượng mỏ, số lượng và tổng
chiều dày các vỉa than có trong ruộng mỏ
- Về điều kiện địa chất thủy văn: Đất đá trong khu vực có tính chứa nước và tính
thấm nước, khu vực chịu ảnh hưởng của suối Văn Lôi và suối Bình Minh, về mùa mưa
lượng nước chảy vào mỏ tăng lên đáng kể và có nguy cơ bị bục nước.
- Về điều kiện địa chất công trình: Độ kiên cố của đá trong khu vực thuộc loại
trung bình làm cho công tác đào lò tương đối thuận lợi nhưng công tác chống giữ gặp
nhiều khó khăn. Độ kiên cố của than thấp làm giảm chi phí đào lò than nhưng tăng đáng
kể chi phí bảo vệ lò. Do các yếu tố đó phải lựa chọn phương án đào lò hợp lý để đảm
bảo dễ thi công và bảo vệ.
b. Những yếu tố kỹ thuật.
Những yếu tố kỹ thuật gồm: Sản lượng mỏ, kích thước ruộng mỏ, trình độ cơ khí
hoá, chất lượng than, khả năng sàng tuyển.
Sản lượng mỏ thuộc loại lớn, đòi hỏi phải mở vỉa và chuẩn bị để đưa nhiều khu
vực khai thác vào hoạt động một lúc để cho ra sản lượng đảm bảo yêu cầu..
Trình độ cơ khí hoá của mỏ còn hạn chế, tuy nhiên chất lượng than tương đối tốt
cho nên phải có biện pháp mở vỉa, chuẩn bị và khai thác hợp lý để thời gian tồn tại của
các đường lò là ngắn nhất và các chi phí cho khai thác không quá cao.


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
Như vậy,với yêu cầu thiết kế từ mức +0 đến mức -350 và từ điều kiện địa hình ta
thấy mở vỉa vào phía nam của vỉa là hợp lý.
2. Những yêu cầu khi lựa chọn phương án mở vỉa.
- Khối lượng đường lò mở vỉa và chuẩn bị là nhỏ nhất.
- Chi phí đầu tư cơ bản để mở vỉa và xây dựng mỏ không lớn.
- Khả năng đồng bộ thiết bị vận tải trong các đường lò là tối đa.
- Số cấp vận tải là tối thiểu.

- Trữ lượng mỗi mức khai thác phải đảm bảo tốc độ khai thác và đáp ứng
được sản lượng mỏ, đồng thời có thời gian để chuẩn bị mức dưới.
- Đảm bảo công tác thông gió an toàn và hiệu quả.
- Tổ thất than ít nhất.
3. Tính toán các thông số mở vỉa.
a. Xác định kích thước trụ bảo vệ.

L C .H o
f
Ltr = .ξ.
,m
f - Độ kiên cố của đá vách, f = 7.
α - Góc dốc của vỉa, α = 25°
Lc : Chiều dài lò chợ, sơ bộ chọn Lc = 120m.
H0 =450 :Độ sâu khai thác tính từ mặt đất
ξ - Hệ số tính đến độ kiên cố của than và đá trụ, ξ = 1,1.
Kết quả tính toán: Ltr= 17,5 m
b. Xác định vị trí lò dọc vỉa.
Tuỳ theo độ kiên cố của đá vách, đá trụ và độ kiên cố của than mà lò dọc vỉa có
thể được đào trong đá hoặc trong than.
Khi lựa chọn vị trí đào lò dọc vỉa cần thoả mãn các yêu cầu:
- Điều kiện đào lò tốt, tốc độ nhanh, khả năng cơ giới hoá cao
- Công tác chống giữ đơn giản, dễ thi công, chi phí vật liệu chống giữ ít nhất.
- Tổn thất than do để lại trụ bảo vệ ít, hiện tượng rò gió nhỏ.
- Chi phí bảo vệ lò nhỏ.
- Công tác vận tải thuận tiện.
Trong khu vực thiết kế, độ kiên cố của than và đá trụ thuộc loại mềm yếu, thời
gian tồn tại của các lò dọc vỉa phụ thuộc vào thời gian tồn tại của các khu khai thác cho
nên các đường lò dọc vỉa thường có thời gian tồn tại tương đối dài . Do vậy các đường lò
phải được đào ở vị trí ổn định để chi phí bảo vệ lò không quá lớn.

Khi thiết kế ta bố trí các đường lò dọc vỉa trong đá trụ . Ta phải tính toán để xác
định vị trí lò dọc vỉa trong đá sao cho khoảng cách này là ngắn nhất và độ ổn định của
đường lò là cao nhất khoảng cách từ lò dọc vỉa trong đá trụ đến vỉa than được tính như
sau:
Xmin ≥[S+(b +h).cosα]/sinα, m.
Xmin ≥ Ltr.(Cosα + tgβ.Sinα), m.
Ltr = 17,5m, kích thước trụ bảo vệ
S = 10 m, khoảng cách lò đá ngoài vùng cân bằng giới hạn.


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
α - Góc dốc của vỉa, α = 250.
β - Góc trượt của đá vách trong vùng khai thác,
β = 540.
f - Độ kiên cố của đất đá, f = 7.
b = a/f: Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên, m
a - Nửa chiều rộng lò đá, a = 1,25m.
h - Chiều cao lò đá, h = 3.
+ Xmin ≥ [10 + (0,25 + 3) .Cos 250]/sin 250 = 30,63 (m).
+ Xmin ≥ 17,5 (Cos 250+tg540.sin250) =26 (m).
Do đó : Xmin ≥ 30.63m
II.6.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA
Qua phân tích các yếu tố về địa chất và khả năng kỹ thuật của mỏ và các yêu cầu
khi lựa chọn phương án mở vỉa thì để mở vỉa cho cụm vỉa trên có 2 phương án khả thi:
- Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa từng tầng
- Phương án II: Mở vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa từng tầng
A. Phương án I
Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng
1. Sơ đồ mở vỉa: HÌNH II.1

2.Trình tự đào các đường lò mở vỉa
Từ mặt bằng mức +60 ta tiến hành mở cửa lò giếng nghiêng xuống mức -350 .
Trong đó giếng chính là giếng vận tải khi khai thác, do đó giếng được đào nghiêng 17°
để đặt băng tải và vận chuyển than. Giếng phụ được đào nghiêng 21° và đặt đường ray
để vận chuyển nguyên vật liệu. Hai giếng này được thi công cùng một lúc đồng thời
chúng phải cách nhau một khoảng hợp lý. Khi đào đến mức +0 ta tiến hành đào đường
lò vòng trao đổi goòng, hầm trạm bơm, bể chứa, hầm thiết bị, hầm quang lật,... Từ hệ
thống sân ga ta mở lò bằng xuyên vỉa đá xuyên qua tất cả các vỉa trong khu vực và chia
ruộng mỏ thành hai khu khai thác. khu phía Tây có chiều dài theo phương là 740 m, khu
phía Đông có chiều dài theo phương là 717m
. Từ vị trí lò xuyên vỉa cách vỉa than về phía trụ 45 m ta tiến hành đào các đường lò dọc
vỉa đá chạy song song với vỉa đến tận biên giới khu vực khai thác để tiếp cận từng vỉa
than.Từ các đường lò dọc vỉa trong đá cách khoảng 60 80 m ta tiến hành đào một cúp
xuyên vỉa đá vào gặp vỉa than đến tận sát vỉa than thì dừng lại. Sau đó ta tiến hành mở
một lò cắt từ mức +0 đến mức -50 để tạo lò chợ ban đầu.
Trong lúc khai thác ở tầng 1 ta tiến hành chuẩn bị cho tầng thứ 2.Các tầng tiếp theo
cũng được chuẩn bị tương tự.
3. Vận tải.
Than trong lò chợ trượt xống lò dọc vỉa than bằng máng gạt .Từ lò dọc vỉa than,
than được đưa ra lò dọc vỉa đá qua cúp nối bằng máng cào và được chất tải lên xe
goòng. Dùng tàu điện kéo qua xuyên vỉa chính về sân ga dỡ tải bằng quang lật và đưa
lên mặt bằng sân công nghiệp bằng hệ thống băng tải ở giếng chính.
Vật liệu thiết bị được đưa từ ngoài vào qua giếng phụ vào lò xuyên vỉa trung tâm
đến lò dọc vỉa đá rồi qua cúp nối vào các lò chợ
Đất đá ở trong gương lò chuẩn bị được chất lên xe goòng kéo về chân giếng phụ
và trục tải ra ngoài.
4. Thông gió.


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
Gió sạch được hút từ ngoài vào qua giếng phụ, qua sân ga đến xuyên vỉa chính
mức +0 rồi qua dọc vỉa đá vào cúp nối đến lò chợ. Gió bẩn từ lò chợ qua cúp nối, đi ra
ngoài
5. Thoát nước.
Các đường lò được thiết kế với độ dốc i=5 0/00 cho nên nước trong mỏ tự động chảy vào
hầm chứa nước ở giếng phụ sau đó được hút ra ngoài.
6. Khối lượng đào lò.
a. Chiều dài giếng nghiêng chính
ngc

L

=

Trong đó:
: là góc nghiêng của giếng chính, =17°
410
sin17°

ngc

Do đó :
L =
= 1402 m
b. Chiều dài giếng nghiêng phụ
ngp

L =,m
Với ó’ là gúc nghiêng của giếng nghiêng phụ, =21°

ngp

L

=

410
sin 21°

= 1144 m

c. Chiều dài đường lò xuyên vỉa
Mức 0 : L1 = 703 m
Mức -50 : L2 = 713 m
Mức -100 :L3 = 706 m
Mức -150 :L4 = 680 m
Mức -200 :L5 = 665 m
Mức -250 :L6 = 638 m
Mức -300 :L7= 617 m
Mức -350 :L8= 597 m
B.Phương án II
Mở vỉa cho vỉa bằng giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng
1. Sơ đồ mở vỉa: HÌNH II.2
2. Thứ tự đào lò
Từ mặt bằng mức +80 tại vị trí đã xác định ta mở cặp giếng đứng xuống mức
-350 . Một giếng nghiêng chính và một giếng nghiêng phụ, hai giếng này song song nhau
và cách nhau một khoảng từ 30 40 m. Hai giếng thi công cùng một lúc, ở mức -100 ta
mở hệ thống sân ga có dạng vòng hai nhánh, bunke chứa than, hầm bơm, ga đá, hầm
thiết bị(chân giếng phụ). Từ sân ga ta mở đường lò xuyên vỉa chính xuyên qua các vỉa
trong khu khai thác và chia ruộng mỏ ra làm hai khu khai thác, khu phía Tây có chiều

dài theo phương là 740 m, , khu phía Đông có chiều dài theo phương là 717m. Từ lò
xuyên vỉa chính cách vỉa 45 m về phía trụ ta mở một lò dọc vỉa đá xuyên suốt đến tận
biên giới mỏ cho cả hai khu khai thác. Từ các đường lò dọc vỉa trong đá với khoảng cách


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
60 80 m ta tiến hành cắt một cúp xuyên vỉa đá vào gặp vỉa than, từ cúp ta đào lò dọc vỉa
than, từ lò dọc vỉa than ta tiến hành đào một lò cắt ban đầu để tạo lò chợ.
Ở các mức tiếp theo ta cũng chuẩn bị tương tự như phương án I
3. Vận tải, thông gió, thoát nước
Công tác vận tải, thông gió, thoát nước tương tự như phương án I
Than được tập chung về sân ga sau đó được đưa về bunke chất tải lên thùng skíp và
được trục tải lên mặt bằng qua giếng chính.
Thiết bị vật liệu được trục xuống qua giếng phụ hoặc đưa xuống từ lò xuyên vỉa +0
4. Khối lượng đào lò
a. Chiều cao giếng đứng chính
dc

Hd
sin β

dc

430
sin 90°

dp

430

sin 90°

L =
,m
: là góc dốc giếng đứng chính, =90°
L =
= 430 m
b. Chiều cao giếng đứng phụ
L =

= 430 m

f. Chiều dài lò xuyên vỉa trung tâm
Mức 0 :L1=802 m
Mức -50: L2=941 m
Mức -100:L3=1064 m
Mức -150:L4=1166 m
Mức -200:L5=1281 m
Mức -250:= 1382 m
Mức -300: = 1489 m
Mức -350: L8= 1599 m

II.6.3. SO SÁNH KỸ THUẬT GIỮA HAI PHƯƠNG ÁN
Các chỉ
tiêu
Ưu
điểm

Phương án 1

Phương án 2

- Có khả năng thông qua khi sản
lượng của mỏ tăng, vận chuyển các
thiết bị có trọng lượng kích thước
lớn.
- Về phương diện vận tải thì phương
án I có dây chuyền vận tải liên tục,
khả năng thông qua lớn, vận tải các
tầng thuận lợi. Vận hành sửa chữa,
bảo dưỡng trong quá trình khai thác

- Chiều dài giếng nhỏ
-Áp lực xung quanh giếng tự triệt tiêu
cả trong trường hợp giếng xuống sâu
áp lực tại tâm giếng gần như bằng
không. Thuận lợi cho quá trình chống,
và đảm bảo an toàn khi đào và sử dụng
giếng.


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
- Tần số xảy ra những áp lực bất
thuận lợi.
-Vận tải bằng băng tải PA.I an toàn thường tác động lên giếng nhỏ.
hơn vận tải bằng tời trục PA.II.
-Khối lượng san gạt mặt bằng lớn,
- Khó có khả năng thông qua khi sản
khối lượng đường lò mở vỉa và

lượng mỏ tăng, khó khăn trong vận
chuẩn bị lớn.
-Vì chống của giếng phải chịu toàn chuyển bằng tời trục các thiết bị có
trọng lượng, kích thước lớn.
bộ áp lực đất đá nóc và hai bên - Vận tải bằng tời trục không liên tục,
hông lò. Và càng xuống sâu thì áp khó khăn trong vận hành sửa chữa,
bảo dưỡng trong khai thác.
lực tác dụng càng lớn gây khó khăn - Về phát triển lâu dài khi xuống sâu
cho quá trình chống và có thể gẫy thì càng xuống các tầng dưới sân ga
của phương án II càng xa các vỉa than
giếng.
và các đường lò xuyên vỉa dài hơn, dẫn
- Tần số xảy ra những áp lực bất đến khối lượng đầu tư các giai đoạn
sau sẽ lớn.
thường tác động lên giếng lớn.
- Thoát nước khai trường khó khăn.

Nhược
điểm

So sánh kỹ thuật giữa hai phương án
Qua phân tích ưu nhược điểm của hai phương án trên ta thấy về mặt kỹ thuật phương
án I có nhiều ưu điểm hơn phương án II. Còn đối với phương án II, công tác tổ chức thi
công khó khăn, vận tải phức tạp hơn. Tuy nhiên do yêu cầu của đồ án thiết kế từ mức +0
xuống –350 với độ sâu khai thác lớn việc đào giếng nghiêng với chiều dài rất lớn gặp
nhiều khó khăn, chi phí để bảo vệ lò cao. Do vậy để lựa chọn được phương án mở vỉa
hợp lý cần so sánh kinh tế giữa hai phương án.
II.6.4. SO SÁNH KINH TẾ GIỮA HAI PHƯƠNG ÁN MỞ VỈA
1. Chỉ tiêu kinh tế của phương án I
a. Bảng chi phí đào lò phương án I

- Chi phí đào lò
i

i

K=k . l ,đồng
Trong đó:
i

k :Đơn giá đào 1 mét lò thứ i,đồng/m.
i

l :Chiều dài đường lò thứ i, m.
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
TT
1
2
3

Tên đường lò
Giếng nghiêngchính
Giếng nghiêng phụ
Tổng chiều dài lò
xuyên vỉa trung tâm:

Đơn
vị
m
m
m

Khối
lượng
1402
1144
4613

Đơn giá
(đồng)
170.
170.
60.

Thành tiền (đồng)
238.340.
194.480.
276.780.


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
4

Tổng cộng

709.600.

b. Chi phí bảo vệ đường lò phương án I
- Chi phí bảo vệ các đường lò.
i

i

R = r. l . t , đồng
r - Đơn giá bảo vệ 1 mét lò trong thời gian 1 năm, đ/m.năm
i

l - Chiều dài đường lò thứ i, m.
i

t - Thời gian dự tính bảo vệ đường lò thứ i, năm.
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
TT

Tên đường lò

1
2

Giếng nghiêngchính
Giếng nghiêng phụ
Tổng chiều dài lò xuyên
vỉa trung tâm:
Tổng

3
4

Thờigian
(năm)

16
16

Chiều
dài (m)
1402
1144

Đơn giá
(đồng)
50.
50.

Thành tiền
(đồng)
1.121.600.
915200.

8

4613

35.

1.291.640.
3.328.440.

c. Chi phí vận tải phương án I
C

vt

m

i

i

i

=A . l . t .C , (đ.T.m)

Trong đó:
m

m

A : Sản lượng mỏ, A =400.000 T/năm
i

l : Chiều dài đoạn lò thứ i, km
i

t : Thời gian vận tải ở đoạn lò thứ i, năm
i
C : Đơn giá vân tải ở đoạn lò thứ i, đồng
Bảng chi phí vận tải phương án I:

Tên đường lò
Giếng đặt băng tải

Tổng chiều dài lò xuyên
vỉa trung tâm
Tổng

l
(km)
1,402

t
(năm)
20

A
(T/năm)
0,4.

i
C
(đồng)
800

4,613

8

0,4.

1500

i

i

m

Thành tiền
(đồng)
8.973.
22.142.
31.115.

d. Bảng chi phí phương án I:
STT
1
2
3
Tổng

Tên chi phí
Chi phí đào lò
Chi phí bảo vệ đường lò
Chi phí vận tải

Thành tiền(đồng)
709.600.
3.329.
31.115.
744.044.

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
2. Chỉ tiêu kinh tế phương án II
a. Chi phí đào lò phương án II
i

i

- Chi phí đào lò: K=k . l ,đồng
Trong đó:

i

k : Đơn giá đào 1 mét lò thứ i,đồng/m.
i

l :Chiều dài đường lò thứ i, m.

Bảng chi phí đào lò phương án II:
TT

Tên đường lò

1
2

Giếng đứng chính
Giếng đứng phụ

3

Tổng chiều dài lò
xuyên vỉa trung tâm:

4

Đơn
vị
m
m

Khối
lượng
430
430

Đơn giá
(đồng)
450.
450.

m

9724

60.

Tổng cộng

Thành tiền (đồng)

193.500.
193.500.
583.440.
970.440.

b. Chi phí bảo vệ đường lò phương án II
- Chi phí bảo vệ các đường lò.
i

i

R = r. l . t , đồng
r - Đơn giá bảo vệ 1 mét lò trong thời gian 1 năm, đ/m.năm
i

l - Chiều dài đường lò thứ i, m.
i

t - Thời gian dự tính bảo vệ đường lò thứ i, năm.
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
TT

Tên đường lò

1
2

Giếng đứng chính
Giếng đứng phụ
Tổng chiều dài lò xuyên

3
vỉa trung tâm:
4
Tổng
c. Chi phí vận tải phương án II
C
Trong đó:

vt

Thờigian
(năm)
16
16

Chiều
dài (m)
450
430

Đơn giá
(đồng)
60.
60.

Thành tiền
(đồng)
412.800.
412.800.

8

9724

35.

2.722.720.

i
m
i
i
=A . l . t .C , (đ.T.m)

3.548.320.


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
m

m

A : Sản lượng mỏ, A = 400.000 T/năm
i

l : Chiều dài đoạn lò thứ i, km
i

t : Thời gian vận tải ở đoạn lò thứ i, năm

i
C : Đơn giá vận tải ở đoạn lò thứ i, đồng
Bảng chi phí vận tải phương án II:
Tên đường lò
Giếng đặt thùng skip
Tổng chiều dài lò xuyên
vỉa trung tâm
Tổng

i

l
(km)
0,43

t
(năm)
16

A
(T/năm)
0,4.

C
(đồng)
2.600

Thành tiền
(đồng)

9724

8

0,4.

2.200

68.457.

i

d. Bảng chi phí phương án II:
STT
Tên chi phí
1
Chi phí đào lò
2
Chi phí bảo vệ đường lò
3
Chi phí vận tải
Tổng

3. So sánh kinh tế hai phương án
TT
Tên chi phí

i

m

7.155.
75.630.

Thành tiền(đồng)
970.440.
3.548.
75.630.
1.049.618.

Tên phương án
Phương án I
Phương án II
709.600.
970.440.
3.329.
3.548.
31.115.
75.630.
744.044.
1.049.618.
100%
141.07%

1
Chi phí đào lò
2
Chi phí bảo vệ đường lò
3
Chi phí vận tải

4
Tổng
5
%
So sánh 2 phương án:
Vậy = 41.07%
II.6.5.KẾT LUẬN
Qua so sánh hai phương án mở vỉa về mặt kỹ thuật và kinh tế nhận thấy rằng phương
án I có ưu điểm hơn phương án II, tuy nhiên do đề tài thiết kế cho mỏ xuống sâu -350.
Việc thực hiện phương án mở vỉa bằng giếng nghiêng với chiều dài giếng gần 2 km là vô
cùng khó khăn, hơn nữa chênh lệch về vốn đầu tư mở vỉa so với tổng thể là không quá
nhiều, cộng thêm khả năng thực hiện thi công đào giếng đứng hiện nay đã có sự phát


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
triển hơn. Khả năng khai thác xuống sâu hơn trong tương lai của mỏ khi mở vỉa bằng
giếng đứng là tốt hơn so với giếng nghiêng.
Vì vậy ta lựa chọn phương án II. “Mở vỉa cho cụm vỉa bằng cặp giếng đứng kết
hợp với lò xuyên vỉa từng tầng” để mở vỉa cho khu vực thiết kế
II.7 THIẾT KẾ THI CÔNG ĐÀO LÒ
II.7.1 CHỌN HÌNH DẠNG TIẾT DIỆN ĐƯỜNG LÒ
Do các đường lò mở vỉa và lò chuẩn bị trong đá có thời gian tồn tại lâu, chịu áp lực
lớn nên chọn tiết diện các đường lò xuyên vỉa và lò dọc vỉa trong đá là tiết diện hình vòm
3 tâm, các đường lò dọc vỉa trong than chịu áp lực không lớn lắm và có thời gian tồn tại
ngắn chọn tiết diện lò hình thang.
Các đường lò đá được chống giữ bằng thép lòng mo hình dạng kích thước khung
chống hình vòm
Ở lò xuyên vỉa chống thép lòng mo CTΠ - 27

- Ở lò dọc vỉa đá chống thép lòng mo CTΠ - 17
- Ta tính toán cho đường lò

II.7.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN LÒ
1. Xác định kích đường lò xuyên vỉa.
Căn cứ vào sản lượng của mỏ cần vận chuyển qua lò xuyên vỉa chính là 1,2 triệu
tấn/năm nên ta chọn thiết bị sử dụng để vận tải tại lò xuyên vỉa là tàu điện ắc quy AM-8
kết hợp với goòng vận tải UVG - 3,3 để vận tải than và đất đá từ các đường lò dọc vỉa ra
sân giếng với 2 đường xe chạy.
Thông số kỹ thuật của đầu tàu điện ắc quy AM-8 và goòng UVG-3.3 được trình bày trong
bảng II-22 và bảng II-23.

Bảng II-20: Thông số kỹ thuật của đầu tàu điện ắc quy AM-8

Trọng
lượng
dính
(T)

Cỡ
đường
(mm)

Công
suất của
một
động cơ
(kw)

Tốc độ

Lực kéo ở
ở chế
Điện
chế độ
độ ngắn
áp
ngắn hạn
(V)
hạn
(KG)
(km/h)

Kích thước cơ bản
(mm)

Dài
8,8

900

2.22,4

120

1150

6,8

Rộn
g

Cao

4500 1050 1415

Bảng II-21 : Thông số kỹ thuật của goòng vận tải UVG-3.3

Bán
kính
vòng
nhỏ
nhất
(m)

9


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
Dung
tích tính
toán (m3)

Chiều
rộng
thùng
(mm)

Chiều cao kể
từ đỉnh

đường
ray(mm)

3,3

1350

1300

Cỡ
đường
(mm)

Đường
kính bánh
xe
(mm)

Chiều cao
trục kể từ
đỉnh đường
ray(mm)

Trọn
g
lượn
g
(kg)

900

350

365

1207

II.7.2.2. xác định kích thước đường lò
Qua đó xác định kích thước của đường lò xuyên vỉa
B = m + K.A + (K-1)C+ n , m
B - Chiều rộng đường lò, m
K - Số làn xe, K = 2
A - Chiều rộng thiết bị vận tải, A = 1,35 m.
m - Khoảng cách an toàn tính từ mép thiết bị vận tải tới mép trong vì chống; m =
0,3 m.
C – Khoảng cách an toàn giữa các thiết bị vận tải chạy ngược chiều. Chọn C =
0,2 m

⇒

n- Khoảng cách ao toàn người đi lại :
n = n’+ (1,8- với n’ = 0,7
chọn
chiều cao lớn nhất của thiết bị vận tải:
là chiều cao tính từ nền lò:
chiều cao toàn bộ đường xe: = 0,2 + 0,16 = 0,36m
chiều cao kiến trúc của đường:
chiều dày lớp đá nền:
n = 0,7 + (1,8 – 1,5 – 0,16) = 0,74 m
B=0.3+2.1.35+0.2+0,74=3,94 m

-

Vì ht > hb nên ta có:
Chiều rộng đường lò tại chân vòm (Bv)
Bv = B = 3,94(m).
Bán kính vòm( bán nguyệt) bên trong khung chống :
R = Bv /2 = 1,97 (m)
Chiều cao của đường lò hl = ht + R = 1,86 +1,97 = 3,83 m
Diện tích sử dụng của đường lò: Ssd = ht .B + 0,5.
≈

 Ssd = 1,86 . 3.97 + 0,5. 3,14.1,97 2 14 (m2).
2, Kiểm tra tiết diện đường lò theo điều kiện thông gió:


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
q. Am. .k
N .60.S sd .µ

Tốc độ gió trong đường lò : V =
, (m/s)
Trong đó :
q : lượng gió cần thiết cho một tấn than khai thác, với mỏ thuộc mỏ loại IV về khí
CH4 thì q = 1,5 m3/ph;
Am : Sản lượng khai thác Am = 400 000 tấn/năm;
N : Số ngày làm việc trong năm N = 300 ngày;
k : Hệ số dự trữ gió , k = 1,45;
Ssd = 14 m2;

µ : hệ số suy giảm kích thước mặt cắt ngang đường lò, µ=1;

1,5.400000.1,45
= 3,45(m / s)
300.60.14.1

=>V =
Theo điều kiện thông gió : 1 (m/s) < V < 8 (m/s)
=> Vậy S= 14 m2 thỏa mãn điều kiện thông gió.
3,Tiết diện đường lò phải đào :
Do đường lò có thời gian sử dụng lâu và tiết diện sử dụng là 20 m 2 nên đồ án
chọn thép SVP-27 để chống lò. Loại này có chiều dày 123mm. Sử dụng tấm chèn bằng bê
tông ( chèn kiểu gối đầu ) có chiều dày 50mm, rộng 200mm, dài 900mm. Do vậy chiều
rộng đào của đường lò là :
Bd = Bt + 2.(123 + 100) = 3970 + 2.(123+100) = 4416 mm
Bán kính bên ngoài khung chống :
Bd 4416
=
= 2208(mm)
2
2
Rd =
Chiều cao bên ngoài khung chống là :
Hd = 1860 + 2208 = 4068 mm
Diện tích cần đào là :Sđ = 1,86 . 4,068 + 0,5 . 3,14 . 2,2082 = 15,22 m2
Hình dạng tiết diện đường lò xuyên vỉa chính 0m như hình II.8


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò

2
3

4

5

Hình II.1 : Hình dạng tiết diện lò xuyên vỉa vận tải -50m
II.7.3. Lập hộ chiếu chống lò
II.7.3.1. Tính áp lực tác dụng lên đường lò
1. Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên:

ϕ
a + hd . cot g (45o + )
2
f

b1 =
Trong đó:
a: Nửa chiều rộng đường lò khi đào, a = Bd/2 = 2,208 m;
hd : Chiều cao đường lò khi đào, hd = 4,068m;

ϕ

ϕ

≈

: Góc nội ma sát của đấtđá, = arctg(f) = arctg(7) 800 ;

f: Hệ số kiên cố của đá nóc, f = 7;


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò
80o
2,208 + 4,068. cot g (45 +
)
2 = 0,366( m)
b=
7
o

2.Áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò :

Hình II.2 : Sơ đồ xác định áp lực nóc
Theo GS. Protôdiakônốp, áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò được xác định bởi công
thức:
Qn =

4
3

a . γ . b1

(T/m)

Trong đó:
a : Nửa chiều rộng đường lò khi đào, a = 2,208m ;
γ : Tỉ trọng đất đá nóc; γ = 2,7t/m3 ;

b1 : Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên, b1= 0,366 m ;

 Qn =

4
.2,208.2,7.0,366 = 2,91(t / m)
3

3. áp lực đất đá tác dụng lên hông lò

Hình II.3 :Sơ đồ xác định áp lực hông lò
Theo G.S Tximbarevich:


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án thiết kế mỏ hầm lò

Ph = 0,5. .hd( 2.b1+ hd) .tg2

 90 o − ϕ 


2



T/m

Trong đó:
 : Tỷ trọng của đất đá,  = 2,7 T/ m3;

hd: Chiều cao đường lò khi đào,hd = 4,068 m;

ϕ

ϕ

: Góc nội ma sát của đấtđá, = 800;
b1: Chiều cao vòm cân bằng tự nhiên, b1 = 0,366 m;
90 o − 80 o
(
)
2
 Ph = 0,5. 2,7.4,068.(2.0,366 + 4,068).tg2
= 0,201(T/m)
4. Cường độ áp lực đất đá tại nền đường lò
Theo G.S Tximbarevich:
90 o − ϕ
)
2
Pn = b1 + hd ). tg2 (
(T/m2)
90 o − 80 o
)
2
= 2,7. ( 0,366 + 4,068) . tg2 (
= 0,916 (T/m2)
II.7.3.2. Xác định bước chống
Vật liệu được sử dụng để chống lò là vì thép SVP-27
Bảng II-22. Thông số của vì thép SVP -27
Mã thép

Diện tích mặt cắt
ngang(cm2)

Q
KN

lx
cm4

Wminx
cm3

Wmaxy
cm3

Cao
m

ly
cm4

Wy
cm4

SVP-27

34,37

26,98

646,1

100,2

110,5

0,11

731,5

97,8

Khoảng cách giữa hai vì chống được xác định như sau:
[ Pv ]
Qn
L=
(m)
Trong đó: [ Pv] :Khả năng chịu tải của vì chống SVP-27
[ P v] = 3,75 Tấn/vì;
Qn : áp lực đất đá tác dụng lên nóc lò; Qn = 2,91 Tấn/m;
3,75
2,91
 L=
= 1,28 m
Để đảm bảo vì làm việc an toàn ,ta chọn L = 1,2m
II.7.3.3. Hộ chiếu chống lò
Hộ chiếu chống lò được thể hiện trên hình 5