Giáo trình Cơ sở khai thác Mỏ hầm lò: Phần 1

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.61 MB, 20 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

v ỡnh tin

cơ sở

khai thác mỏ

hầm lò

cơ sở

khai thác mỏ

hầm lò

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

vũ đình tiến

nhµ xt bản aaaaa

hà nội - 2008

cơ sở

khai thác mỏ

hầm lò

cơ sở

khai thác mỏ

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Vũ Đình Tiến

cơ sở khai thác mỏ

hầm lò

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

lời nói đầu

Giỏo trỡnh "C s Khai thác mỏ hầm lò" được biên soạn dựa trên Đề
cương môn học đã được Bộ môn Khai thác Hầm lị thơng qua, nhằm phục vụ
giảng dạy cho sinh viên của các chuyên ngành Máy và thiết bị mỏ, Điện khí
hóa mỏ, Tự động hóa mỏ, Xây dựng cơng trình ngầm và mỏ, Tuyển khoáng,
Trắc địa mỏ, Kinh tế và quản trị doanh nghiệp mỏ, Địa chất thăm dò v.v…

thuộc Trường đại học Mỏ-Địa chất.

Trong quá trình biên soạn, chúng tơi đã tích cực tham khảo những kinh
nghiệm q báu kinh qua rất nhiều năm giảng dạy môn học này của các thày
giáo trong bộ môn Khai thác Hầm lị. Bên cạnh đó, chúng tơi cũng tham khảo
một cách có chọn lọc một số giáo trình tương ứng của nước ngoài, đồng thời cố
gắng cập nhật và giới thiệu các kỹ thuật và công nghệ tiên tiến của ngành mỏ
Việt Nam và thế giới.

Mặc dù do đặc thù của chuyên ngành khai thác hầm lò, các vấn đề được
đề cập trong cuốn sách này đều rất đa dạng và phức tạp, nhưng chúng tôi cố
gắng trình bày một cách đơn giản nhất với mong muốn giúp người đọc có thể
dễ dàng tiếp cận và nắm bắt được những vấn đề đó.

Giáo trình này được dùng để giảng dạy cho sinh viên thuộc các chuyên
ngành đã nêu trên, nhưng cũng có thể là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên
của các chuyên ngành khác có quan tâm.

Chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy giáo của Bộ mơn Khai thác
Hầm lị, đặc biệt là PGS.TS. Đỗ Mạnh Phong và TS. Đào Danh Phượng, những
người đã dành nhiều thời gian và tâm sức để góp ý thiết thực cho bản thảo của
giáo trình này.

Dù sao, đây vẫn là lần xuất bản đầu tiên, không thể tránh khỏi những
khiếm khuyết, chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp hữu ích của
bạn đọc.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Chương 1

đại cương về khoáng sản có ích

1.1. Sự tạo thành than và đá mỏ

Vỏ trái đất được hình thành từ các lớp đá gốc và đất đá phủ (hình 1).
Các lớp đá gốc là các các lớp đá nằm tại vị trí thành tạo và khơng bị phá
hủy. Đất đá phủ được hình thành do sự phá hủy các lớp đá gốc, nó có thể nằm
tại vị trí thành tạo, cũng có thể bị nước mặt hoặc gió cuốn đi và lắng đọng ở nơi
khác. So với các lớp đá gốc, đất đá phủ tương đối bở tơi hơn. Độ dày của lớp đất
đá phủ có thể tới 100 m hay lớn hơn. Tất nhiên, trên mặt đất có những chỗ
khơng có đất đá phủ.

Theo nguồn gốc phát sinh, các lớp đá gốc được chia thành đá magma, đá
trầm tích và đá biến chất.

Đá magma (còn được gọi là đá phún trào) được hình thành trong q
trình nguội dần magma nóng chảy trong vỏ trái đất hoặc trên mặt đất. Đó là các
loại đá granit, xienit, điorit, bazan v.v…

Đá trầm tích khác với đá magma là có chứa tàn tích của thực vật và động
vật. Nó được thành tạo do sự lắng cặn dạng cơ học, dạng hóa học hay dạng sinh
học ở đáy các đầm, hồ hoặc biển. Ban đầu đá trầm tích thường có dạng lớp hay
vỉa nằm ngang, dày mỏng khác nhau. Nhóm đá này bao gồm: than đá, sa thạch,
thạch cao, cát, sỏi, đá vơi …

Đá biến chất được hình thành từ hai loại đá trên, do tác động của nhiệt
độ và áp suất cao mà bị tách lớp, thay đổi cấu tạo và một số tính chất. Đó là đá
hoa cương, grafit, gơnai …

Giữa các loại đá cần phân biệt khống sản có ích và đá thải.

Khống sản có ích là các loại đá mỏ có thể khai thác từ lịng đất, nhằm
phục vụ những nhu cầu khác nhau của lồi người. Khống sản có ích có thể
được sử dụng ở dạng tự nhiên hoặc sau khi đã được chế biến phù hợp.

H×nh 1

Cấu tạo của vỏ trái đất 
1- Đất đá phủ; 
2- Các lớp đá gốc; 
3- Vỉa than

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Đá thải là các loại đá vây bọc quanh khoáng sản có ích hoặc nằm xen
giữa nó, tùy theo điều kiện khai thác có thể được lấy ra cùng với khống sản,
nhưng khơng được sử dụng.

Việc phân chia đá mỏ như trên chỉ là quy ước. Nếu lấy đá vơi làm thí dụ
thì ai cũng thấy rằng, khi khai thác than, đá vôi được coi là đá thải, nhưng trong
những điều kiện khác người ta lại chuyên khai thác đá vôi để phục vụ nhu cầu
xây dựng và nhiều lĩnh vực khác.

Q trình tạo thành than đá có thể được mô tả như sau:

Hàng trăm triệu năm về trước, hành tinh của chúng ta còn ở vào thời kỳ

khí hậu nóng và ẩm, rất thuận lợi cho việc phát triển các loại thực vật và thế
giới động vật, chúng sinh sôi nảy nở tràn lan trong các đầm lầy và đất liền. Thời
này qua thời khác, mặt đất bị các đại dương xâm lấn do chuyển vận của vỏ trái
đất, ở đáy đại dương sẽ hình thành các lớp đá trầm tích vùi dập thế giới sinh vật
phong phú kia. Khi ơxy của khơng khí cịn có thể xâm nhập vào khối tàn tích
của sinh vật, thì sẽ có q trình cháy âm ỉ (cháy chậm khơng có lửa). Đến khi
các lớp trầm tích dày dần lên. Khơng khí khơng thể xâm nhập tiếp tục được
nữa, sẽ bắt đầu q trình phân hủy khơng có ơxy. Từ đó hình thành chất tàn dư
rắn có chứa khối lượng lớn cacbon, thành phần chính của than đá.

Qua một thời gian dài khác, đến lúc đáy đại dương lại được nâng lên và
trở thành đất liền và các hồ, đầm. Điều kiện để thế giới sinh vật phát triển lại
xuất hiện, quá trình hình thành vỉa than như đã nêu trên sẽ được lặp lại. Hiện
tượng nâng và hạ đáy đại dương xảy ra nhiều lần, trên nhiều khu vực của vỏ trái
đất. Chính vì vậy mà ở những khu vực đó ngày nay có nhiều vỉa than riêng biệt,
được ngăn cách nhau bởi nhiều lớp đá thải.

Khu vực tích tụ tự nhiên khống sản có ích trong vỏ trái đất được gọi là
khống sàng khống sản có ích.

Khống sàng có nhiều vỉa than nằm không cách xa nhau và được ngăn
cách bằng các lớp đá thải được gọi là cụm vỉa.

Phụ thuộc vào hàm lượng cacbon và các thành phần khác, than được chia
thành than nâu, than đá và antraxit.

Than nâu chứa 60-70% cacbon và có độ ẩm cao. Khả năng sinh nhiệt
của nó là 5000-7200 Kcal/kg. Khi bảo quản ở ngồi khơng khí nó bị phong hóa
rất nhanh. Than nâu được sử dụng như một dạng nhiên liệu, nhiều loại than nâu
được dùng làm nguyên liệu để chế biến nhiều loại sản phẩm hóa học.

Than đá chứa 75-87% cacbon, khả năng sinh nhiệt của nó là 7500-9000
Kcal/kg. Than đá rắn chắc hơn than nâu, khi bị đập nó sẽ vỡ thành các mảnh
vụn rời. Than đá có mầu đen.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

là khi luyện nó trong các lò chuyên dùng ở nhiệt độ 750-1100oC, khơng có
khơng khí, sẽ nhận được một sản phẩm kết dính đặc biệt, đó chính là cốc. Cốc
được dùng để luyện gang thép trong các nhà máy luyện kim. Khi chưng khơ các
loại than đá có thể lấy được hắc ín và nhiều loại sản phẩm dạng khí. Những chất
này đều có ý nghĩa lớn trong nền kinh tế quốc dân.

Antraxit chứa 87-98% cacbon, có ánh bán kim, mầu đen nhung. Antraxit
rất rắn chắc, khi cháy có ngọn lửa yếu hoặc hoàn toàn khơng có lửa, hầu như
khơng sinh khói và khơng bị kết dính. Nó bắt cháy kém hơn than đá và muốn
đốt nó phải có một khối lượng khơng khí lớn, tức là phải tạo một lực thổi mạnh.

1.2. Điều kiện dạng nằm, cấu tạo và tính chất của các vỉa than và đá mỏ

Vỉa là thân địa chất dạng tấm có chứa khống sản hoặc đá mỏ trầm tích
tương đối đồng chất.

Nếu mơ hình của một vỉa bị một mặt phẳng ngang cắt qua (hình 2) thì
chúng ta sẽ có các yếu tố dạng nằm của vỉa than. Hướng của đường giao tuyến
giữa vỉa và mặt phẳng ngang (đường AB) được gọi là phương của vỉa, còn bản
thân giao tuyến AB được gọi là đường phương.

Phương của vỉa được xác định bởi góc phương vị, tức là góc tạo bởi giữa
đường phương và đường vĩ tuyến. Tất nhiên đối với vỉa hồn tồn nằm ngang thì
khái niệm "phương" sẽ mất ý nghĩa.

Hướng của đường thẳng nằm trong vỉa và vng góc với đường phương
được gọi là hướng dốc của vỉa. Cịn đường CD (hình 2) c gi l ng dc.

Góc tạo bởi giữa mặt vỉa và mặt phẳng ngang (góc , hình 2) được gọi là
góc dốc của vỉa.

Dựa vào giá trị của góc dốc, các vỉa than được chia thành bèn nhãm:
- vØa dèc tho¶i, khi α = 0  18o;

- vỉa dốc nghiêng, khi α = 18  35o;
- vỉa nghiêng-đứng, khi α = 35  55o;
- vỉa dốc đứng, khi α = 55  90o.
Rất ít khi gặp các vỉa than nằm ngang (α = 0o).

Các lớp đá nằm trên vỉa than được gọi là vách của vỉa. Các lớp đá nằm
dưới vỉa than được gọi là trụ của vỉa. ở các vỉa than dốc đứng cịn có các khái
niệm tương ứng là vách treo và vách nằm.

H×nh 2

Các yếu tố dạng nằm 
của vỉa than 
A

B 
C

D

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

ChiỊu dµy cđa vỉa là khoảng cách giữa vách và trụ của vỉa theo pháp

tuyến.

Phụ thuộc vào chiều dày, các vỉa than được chia ra thành bốn nhóm:
- vỉa rất mỏng, khi chiều dày nhỏ hơn 0,7 m;

- vỉa mỏng, khi chiều dày từ 0,71 đến 1,2 m;

- vỉa dày trung bình, khi chiều dày từ 1,21 đến 3,5 m;
- vỉa dày, khi chiều dày vượt quá 3,5 m.

Trong thực tế có những vỉa than dày tới 15-20 m, đơi khi cịn lớn hơn.
Vỉa than ít khi có cấu tạo đồng chất trên tồn bộ chiều dày. Thơng
thường, một vỉa than là tập hợp nhiều lớp than riêng biệt, khác nhau về độ ánh,
độ kiên cố, khả năng sinh nhiệt và những tính chất khác. Đơi khi các lớp than
đó lại bị các lớp đá kẹp ngăn cách (hình 3, a). Chiều dày các lớp đá kẹp thường
từ vài milimét tới vài chục centimét.

Trong quá trình khai thác than, các lớp đá kẹp thường bị lấy lẫn cùng với
than, chúng làm bẩn và giảm chất lượng của than.

Trong các tính chất cơ bản của than cần chú ý tới độ cứng và độ kiên cố.
Độ cứng là khả năng chống lại sự đột nhập của các dụng cụ nhọn, thí dụ
như đầu búa chèn.

Độ kiên cố là khả năng chống lại những dạng phá hủy khác nhau. Theo
độ kiên cố người ta phân biệt than mềm yếu, than kiên cố trung bình và than
kiên cố. Các loại than mềm yếu có thể bị tách dễ dàng ra khỏi vỉa bằng các
dụng cụ đơn giản, như cuốc chim, xà beng… Muốn tách phá các loại than kiên
cố trung bình trở lên, cần phải dùng các loại máy chuyên dùng hoặc nhờ chất
nổ.

Đá vách và đá trụ của vỉa than thường là sét kết, bột kết, đôi khi là các
loại đá kiên cố hơn, như đá vôi và cát kết. Những tính chất chính của đá vách và
đá trụ là độ kiên cố, độ ổn định, độ rạn nứt và độ dẻo.

Đá vôi và cát kết là các loại đá kiên cố và có mức độ ổn định cao, còn
các loại đá sét kết và bột kết có độ ổn định kém hơn và dễ bị phá hủy hơn. Nói
chung, nếu đá có độ rạn nứt cao thì sẽ có độ ổn định kém.

Tất cả các đá mỏ được phân loại theo các tính chất cơ-lý của chúng.
Bảng phân loại đá mỏ của giáo sư M. Prơtơđiacơnốp được dùng phổ biến hơn
cả.

H×nh 3

Cấu tạo của vỉa than 
a- vỉa than phức tạp; 
b- vỉa than đơn giản

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Trị số đặc trưng độ kiên cố của đá mỏ được gọi là hệ số kiên cố. Giáo sư
Prơtơđiacơnốp tính hệ số kiên cố của các loại đá mỏ theo biểu thức sau

trong đó: f - hệ số kiên cố của đá;

n.t - sức kháng nén tạm thời của đá, KG/cm2.

Hệ số kiên cố của các loại đá thay đổi từ 0,3 đến 20. Thí dụ, than đá
mềm yếu có sức kháng nén tạm thời là 100 KG/cm2 sẽ có hệ số kiên cố là 1.

Các loại đất chảy có hệ số kiên cố f = 0,3; thạch anh và banzan chắc
quánh và kiên cố nhất có f = 20. Quặng sắt thường có hệ số kiên cố f = 6-12.
Các loại đá vách và trụ của các vỉa than cũng thường có f = 6-12.

Dù sao cũng cần hiểu rằng, hệ số kiên cố của đá mỏ theo thang chia của
giáo sư Prôtôđiacônốp chỉ là đơn vị quy ước.

Phá hủy địa chất là những biến động dạng nằm ban đầu của các vỉa than
hay vỉa đá, hoặc là những thay đổi về kích thước chiều dày của chúng.

Có hai dạng phá hủy địa chất: xảy ra trong thời kỳ hình thành vỉa và xảy
ra sau khi vỉa đã có từ trước.

Dạng phá hủy đầu tiên là các hiện tượng: vỉa bị vát mỏng dần dần hay
đột ngột (hình 4, a), vỉa bị mỏng dần rồi mất hẳn (hình 4, b), vỉa đột tăng chiều
dày ở những khu vực nhất định (hình 4, c).

Dạng phá hủy địa chất xảy ra sau khi vỉa đã hình thành là các hiện tượng
uốn nếp và đứt gãy.

100
σ
f  n.t

H×nh 4

Các phá hủy địa chất 
xảy ra trong thời kỳ 
hình thành vỉa than

a b

c

100
σ
f  n.t

H×nh 5

Các phá hủy địa chất 
xảy ra sau khi

h×nh thµnh vØa than c

a

b

d

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Uốn nếp lồi có đỉnh quay lên phía trên được gọi là bối tà (hình 5, a), uốn
nếp lõm có đỉnh quay xuống phía dưới gọi là hướng tà (hình 5, b). Những phần
nằm về hai bên đỉnh của uốn nếp được gọi là cánh.

Đứt gãy cũng có nhiều dạng: đứt gãy thuận (hình 5, c), đứt gãy nghịch
(hình 5, d), đứt gãy ngang (hình 5 ,e), đứt gãy ngang chờm (hình 5, f) và v.v…

Các phá hủy địa chất đều gây trở ngại cho cơng tác khai thác khống sản

có ích.

1.3. Các khái niệm về khoáng sàng quặng

Qung l khoỏng sản có ích chứa kim loại hay khống vật với khối lượng
thích hợp để sử dụng trong cơng nghiệp ở trình độ phát triển kinh tế và kỹ thuật
ng thi.

Cần phân biệt quặng kim loại và phi kim loại.

Quặng kim loại là khoáng sản có thể cho lấy ra kim loại đen, kim loại
màu, kim loại quý và hiếm, kim loại phãng x¹ v.v…

Quặng phi kim loại là khống sản có thể cho lấy ra các khống vật hóa
học, phân bón, vật liệu xây dựng, vật liệu làm đồ gốm, thủy tinh v.v…

Kim loại hay khoáng vật ở trong quặng được gọi là thành phần có ích
của quặng. Quặng có thể có một hay nhiều thành phần có ích và được gọi là
quặng đơn kim, quặng đa kim v.v…

Quặng giầu hay quặng nghèo được đánh giá bằng hàm lượng thành phần
có ích của chúng. Hàm lượng thành phần có ích của quặng kim loại đen và màu
được tính bằng phần trăm (%), cịn đối với quặng kim loại q và hiếm thì được
tính bằng gam/tấn (g/t).

Cũng dựa vào hàm lượng thành phần có ích, cịn cần phải phân biệt
khống sàng quặng công nghiệp và phi công nghiệp. Mốc để phân biệt là hàm
lượng công nghiệp tối thiểu. Việc quy định hàm lượng công nghiệp tối thiểu chỉ
mang ý nghĩa cục bộ và tạm thời, nó sẽ bị thay đổi ở các điều kiện tự nhiên
khác nhau và theo sự phát triển trình độ kinh tế-kỹ thuật của con ngi.

Hình 6. Hình dạng của 
các khoáng sàng quặng

1- đất đá phủ; 
2- thân quặng; 
3- đá kẹp; 
4- đá vây bọc

a b c

1 
4

2 2

3

3 
3

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Trong thực tế rất ít gặp các khoáng sàng quặng dạng vỉa đồng đều.
Chúng thường là các thân quặng dạng mạch không đồng đều hoặc dạng khối
phức tạp.

Mạch quặng thường là các khe nứt trong vỏ trái đất có chứa khống sản
(hình 6, a). Thân quặng dạng khối có nhiều loại: dạng ổ (hình 6, b), dạng thấu
kính (hình 6, c), dạng trục, dạng bướu v.v…

So với khoáng sàng than, khống sàng quặng có những đặc điểm địa chất

riêng. Đó là: các yếu tố dạng nằm (góc dốc, chiều dày) khơng ổn định; có nhiều
phá hủy địa chất; quặng và các loại đá vây bọc thường có độ kiên cố lớn; hàm
lượng thành phần có ích trong thân quặng không ổn định; ranh giới cách biệt
thân quặng với đá vách và trụ không rõ ràng; kích thước theo phương của
khống sàng quặng tương đối nhỏ, nhưng kích thc theo sõu thỡ li ln v
v.v

Các thân quặng được phân loại theo chiều dày như sau:
- rÊt máng, cã chiỊu dµy tíi 0,6-0,8 m;

- mỏng, có chiều dày từ 0,6-0,8 đến 3 m;
- dày trung bình, có chiều dày từ 3 đến 6-8 m;
- dày, có chiều dày từ 6-8 đến 15-20 m;
- rất dày, có chiều dày lớn hơn 15-20 m.

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Chng 2

các công trình của mỏ hầm lò

2.1. Tng mt bng ca m hm lò

Tổng đồ mặt bằng là tập hợp các tòa nhà, cơng trình và thiết bị dùng để
trục tải, tiếp nhận, phân loại hoặc chế biến và tiêu thụ khống sản có ích; nhận
và thải đá; thơng gió cho hầm lị; cung cấp năng lượng cho các cơng tác mỏ và
phục vụ đời sống cho công nhân và cán bộ.

Tổng đồ mặt bằng gồm ba khối chính: khối giếng chính, khối giếng phụ
và khối hành chính-phục vụ. Ngồi ra, trong tổng đồ mặt bằng cịn có các tịa
nhà và cơng trình riêng biệt, do đặc điểm công nghệ và yêu cầu chuyên môn
không thể ghép chung thành khối. Đó là: trạm quạt gió chính, trạm biến thế

điện, kho thuốc nổ, bể chứa nước v.v…

Hình 7. Tổng đồ mặt bằng của mỏ than hm lũ

1- khối giếng chính cùng trạm chất tải than không có bunke; 2- khối giếng phụ; 
3- nhà máy trục của giếng chính và giếng phụ; 4- khối hµnh chÝnh-phơc vơ;

5- trạm quạt; 6- trạm biến thế điện; 7- kho vật liệu; 8- bể chứa nước phòng 
cháy; 9- nhà để tàu điện; 10- trạm ga đường sắt; 11- trạm chất tải đá thải

Khối giếng chính gồm có các cơng trình và tổ hợp thiết bị để nhận than
và đá thải, trạm chất than vào các toa xe đường sắt, trạm thải đá và nhà đặt máy
trục tải.

Khối giếng phụ dùng để vận chuyển người, cung cấp vật liệu và thiết bị
cho hầm lị, trao đổi gng cho thùng cũi. Ngồi ra trong khối giếng phụ cịn có
các nhà xưởng sửa chữa cơ-điện, kho vật liệu, nhà đặt máy trục tải. Nếu mỏ cần
sử dụng năng lượng khí nén, thì ở khối này cịn có thêm trạm máy nén khí.

Cịng cã thĨ ghÐp th¸p giếng chính và tháp giếng phơ vµo hai khèi kĨ
trên, mặc dù không phải lúc nào chúng cũng liên hệ về kết cấu với các tòa nhà
trên mặt b»ng.

8

3 
2

6 
4

1

5 
7

10 
9

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Khối hành chính-phục vụ gồm có các phòng giao ca của các phân xưởng,
phòng họp, các phịng ban quản lý xí nghiệp, trạm y tế, nhà đèn, nhà tắm, nhà
ăn v.v…

Trạm quạt gió chính thường được xây dựng riêng biệt ở gần giếng chính
và liên hệ với nó bằng các rãnh ngầm dẫn gió chuyên dùng.

Hiện nay, khi xây dựng các mỏ hầm lò mới người ta thường áp dụng
cách giao than nguyên khai trực tiếp vào các toa xe đường sắt, như vậy đỡ phải
xây dựng các bunke chứa và kho than dự phòng trên mặt đất, tức là giảm được
đáng kể vốn đầu tư xây dựng mặt bằng. Song muốn thế, công tác vận tải đường
sắt phải được tổ chức chặt chẽ, đảm bảo cho mỏ hoạt động liên tục.

Trong phần lớn các mỏ, lượng đá thải được chuyển lên mặt đất khá lớn,
có thể chiếm tới 15-20% khối lượng khoáng sản khai thác được. Số đá thải này
thường được chuyển đến bãi thải nằm trong hoặc ngoài phạm vi mỏ bằng ôtô
hoặc bằng các thiết bị vận tải khác.

2.2. Các cơng trình dưới đất của mỏ hầm lị

Phần lớn các cơng trình dưới đất của mỏ hầm lị đều có chiều dài lớn hơn

nhiều so với kích thước tiết diện của chúng, đó là các đường lị mỏ.

Theo vị trí khơng gian các đường lị mỏ được chia thành ba nhóm: các
đường lị thẳng đứng, các đường lị nằm nghiêng và các đường lị nằm ngang.

H×nh 8. Các đường lò mỏ

1- ging ng chớnh; 2- ging đứng phụ; 3- phỗng; 4- giếng mù; 
5- giếng thơng gió; 6- giếng nghiêng; 7- lị thượng; 8- lị hạ;

9- lò trượt; 10- lò hạ phụ; 11- lị xun vỉa trong than; 
12- giếng nghiêng thơng gió; 13- lị bằng; 14- lị dọc vỉa;

15- lò xuyên vỉa; 16- lò song song; 17- họng sáo

6 11 
5

7 
11

12

1 2

8 
8 
A 
A 
14

14 
14

3 13 
14 
15

4 
A - A

8 10

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Các đường lò thẳng đứng bao gồm giếng đứng, phỗng, giếng mù và
giếng thơng gió.

Giếng đứng là đường lị thẳng đứng, có lối thông trực tiếp ra mặt đất,
dùng để trục tải khoáng sản, người và vật liệu, đồng thời cịn dùng để thơng gió
cho mỏ (hình 8). Cần phân biệt giếng đứng chính và giếng đứng phụ. Giếng
chính dùng để trục tải khoáng sản lên mặt đất và cịn là đường thốt gió bẩn,
cũng có khi cịn được dùng để trục đá thải lên mặt đất. Giếng phụ dùng để vận
chuyển người, đưa vật liệu và thiết bị vào mỏ, dẫn gió sạch vào mỏ và cũng có
khi được dùng để trục đá thải lên mặt đất thay cho giếng chính.

Phỗng là đường lị thẳng đứng, khơng có lối thơng trực tiếp lên mặt đất,
dùng để vận chuyển khoáng sản từ mức cao hơn xuống mức thấp hơn, cũng
dùng để vận chuyển người, vật liệu và thiết bị.

Giếng mù là đường lò thẳng đứng, khơng có lối thơng trực tiếp lên mặt
đất, dùng để vận chuyển khoáng sản từ mức thấp hơn lên mức cao hơn, cũng
dùng để vận chuyển người, vật liệu và thiết bị.

Giếng thơng gió là đường lị thẳng đứng, có lối thông trực tiếp ra mặt
đất, chủ yếu làm đường thốt gió bẩn cho mỏ, cũng có thể là đường cấp vật liệu
và thiết bị vào mỏ.

Các đường lị nằm nghiêng gồm có: giếng nghiêng, giếng nghiêng thơng
gió, lị thượng, lị hạ, lị trượt, họng sáo.

Giếng nghiêng là đường lị nằm nghiêng, có lối thông trực tiếp ra mặt
đất, có cơng dụng giống như giếng đứng. Như vậy, cũng cần phân biệt giếng
nghiêng chính và giếng nghiêng phụ. Góc nghiêng của giếng thường phù hợp
với góc nghiêng hoạt động của loại thiết bị vận tải được sử dụng trong giếng.
Nếu dùng băng tải để vận chuyển khống sản theo giếng nghiêng lên mặt đất,
thì nó có dộ dốc khơng vượt q 18o. Cịn nếu dùng trục tải cáp kéo gng, thì
độ dốc của giếng khơng vượt q 25o.

Giếng nghiêng thơng gió là đường lị nằm nghiêng, có lối thơng trực tiếp
ra mặt đất, thường có chiều sâu tương ứng với độ dày của lớp đất đá phủ. Cơng
dụng của nó cũng giống như giếng đứng thơng gió.

Lị thượng là đường lò nằm nghiêng theo vỉa than, khơng có lối thông
trực tiếp ra mặt đất. Tùy theo cơng dụng người ta phân biệt lị thượng chính và
lị thượng phụ. Lị thượng chính dùng để vận chuyển khoáng sản theo chiều dốc
xuống nhờ các thiết bị vận tải. Lò thượng phụ được đào song song với lị thượng
chính và dùng để làm lối đi cho cơng nhân, nó cũng là đường cấp vật liệu, thiết
bị và gió sạch cho các khu khai thác.

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

Lò trượt là đường lị nằm nghiêng, khơng có lối thông trực tiếp ra mặt
đất, dùng để thả khoáng sản hoặc vật liệu bằng cách tự chảy.

Họng sáo là đường lò nằm nghiêng theo vỉa, khơng có lối thơng trực tiếp
ra mặt đất, thường được đào ngược chiều dốc, nối thông các lò dọc vỉa với nhau.
Họng sáo dùng để thơng gió, làm lối đi và để vận chuyển khống sản hoặc vật
liệu.

Các đường lò nằm ngang gồm có: lị bằng, lò xuyên vỉa, lò xuyên vỉa
trong than, lò dọc vỉa, lò song song. Thường các lị này khơng được đào nằm
ngang hồn tồn, mà chúng có độ dốc 4-5 ‰ để tiện lợi cho việc vận tải bằng
đường gng và dễ thốt nước.

Lị bằng là đường lò nằm ngang, có lối thơng trực tiếp ra mặt đất, có
cơng dụng như giếng đứng và giếng nghiêng. Cũng theo công dụng lò bằng
được phân biệt thành lò bằng chính và lị bằng phụ.

Lị xun vỉa là đường lị nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp ra mặt
đất, thường được đào thẳng góc hoặc chéo một góc nào đó với phương của vỉa,
có tác dụng nối thông giếng đứng, giếng nghiêng… với các vỉa than, hoặc liên
hệ các vỉa than trong một cụm vỉa với nhau. Theo công dụng người ta phân biệt
lị xun vỉa vận tải và lị xun vỉa thơng gió.

Lị xun vỉa trong than là đường lị nằm ngang, khơng có lối thơng trực
tiếp ra mặt đất, thường được đào trong vỉa than dày, dùng để liên hệ trụ với vách
của vỉa.

Lò dọc vỉa là đường lị nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp ra mặt
đất, thường được đào theo phương của vỉa. Theo công dụng, cần phân biệt lò
dọc vỉa vận tải và lị dọc vỉa thơng gió. Lị dọc vỉa có thể được đào theo vỉa
than, cũng có thể được đào trong đá trụ, song song với phương của vỉa. Loại lò
dọc vỉa thứ hai được gọi là lò dọc vỉa đá.

Lò song song là đường lị nằm ngang, khơng có lối thơng trực tiếp ra mặt
đất, được đào trong vỉa than, song song và gần với lò dọc vỉa vận tải hay lò dọc
vỉa thơng gió với mục đích phụ trợ cho chúng.

Ngồi các đường lị đã kể trên, có một số đường lị khác khơng thể ghép
riêng vào bất kỳ nhóm đường lị nào, thí dụ như lị nối, lò cắt và lò chợ.

Lò nối là đường lò nằm ngang hoặc nghiêng, được đào để nối thông các
cặp đường lò đi song song với nhau (các cặp giếng nghiêng, lò thượng, lò hạ, lò
dọc vỉa…) nhằm mục đích thơng gió thuận lợi trong q trình đào chúng.

Lò cắt là đường lò nằm nghiêng hoặc ngang, được đào theo vỉa than, nối
thơng lị dọc vỉa vận tải và lị dọc vỉa thơng gió với nhau hoặc song song với
chúng. Lò cắt là tiền thân của lò khai thác.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

thì nó được gọi là lị chợ. Tùy từng trường hợp cụ thể lị chợ có thể nằm nghiêng
theo chiều dốc của vỉa, có thể nằm ngang theo phương vỉa, cũng có thể nằm
chéo một góc nào đó với phng va.

Trong mỏ hầm lò còn có một số công trình ngầm khác không thuộc về
khái niệm "đường lò". Đó là: buồng, hầm, trạm, kho, sân ga, sân giÕng.

Buồng, hầm là những cơng trình ngầm có chiều dài tương đối khơng lớn
so với kích thước mặt cắt ngang của chúng và dùng để lắp đặt máy móc, thiết
bị, bảo quản các loại vật liệu và phục vụ các nhu cầu khác.

Phần lớn các buồng, hầm được bố trí ở gần các giếng mỏ. Tên gọi của
chúng thường phù hợp với cơng dụng, thí dụ như: buồng đợi xe, trạm y tế, hầm
máy bơm, buồng tời, trạm điện, kho thuốc nổ v.v…

Sân ga là những công trình ngầm được xây dựng ở những khu vực các
đường lò nằm ngang cắt qua các đường lò nằm nghiêng với mục đích vận tải,
phổ biến là khi các lò dọc vỉa cắt qua các lò thượng hay lò hạ.

Sân giếng là tập hợp các đường lò và buồng, hầm ở gần giếng đứng hoặc
giếng nghiêng, có vai trị nối thơng giếng với các đường lị vận tải và thơng gió
nhằm phục vụ các hoạt động trong mỏ hầm lò.

2.3. Các bước hoạt động của mỏ hầm lị

Các cơng tác khấu khoáng sản và đá mỏ, đào và chống giữ các đường lị
được gọi là các cơng tác mỏ.

Trong các mỏ than và quặng hầm lò, thứ tự thực hiện các công tác mỏ
gồm ba bước chính: mở vỉa ruộng mỏ, chuẩn bị ruộng mỏ và khai thác khoáng
sản.

Mở vỉa ruộng mỏ là việc đào và chống giữ tập hợp các công trình hầm
lị, tạo lối thơng từ mặt đất tới khống sàng hoặc một phần của nó, đảm bảo khả
năng đào được các đường lò chuẩn bị.

Các đường lò dùng để mở vỉa cho ruộng mỏ được gọi là các đường lị mở
vỉa. Chi phí đào chúng được tính vào vốn kiến thiết cơ bản của xí nghiệp mỏ.

Chuẩn bị ruộng mỏ là thứ tự đào các đường lò sau khi mở vỉa để hình
thành các khu khai thác. Các đường lò này được gọi là các đường lò chuẩn bị.

Khai thác khống sản là các cơng tác được tiến hành nhằm trực tiếp lấy
khoáng sản với số lượng lớn và liên tục.

Để đảm bảo tính liên tục của các cơng tác khai thác, ngồi các đường lị
vận tải và thơng gió chính của khu khai thác thường phải đào thêm các đường lò
phụ trợ đi trong vỉa than hoặc thân quặng. Những đường lị phụ trợ này có thời
gian phục vụ ngắn và chúng cũng được gọi là các đường lò chuẩn bị.

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Mỏ hầm lò là một đơn vị sản xuất-kinh doanh độc lập, thực hiện khai
thác khống sản có ích bằng phương pháp hầm lị và vận chuyển nó trực tiếp tới
các hộ tiêu dùng hoặc tới xí nghiệp tuyển khống trung tâm.

Trong khái niệm mỏ hầm lò phải kể cả các cơng trình trên mặt đất và tập
hợp các cơng trình hầm lị trong phạm vi ruộng mỏ.

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Chng 3

công tác khoan nổ mìn trong mỏ than hầm lò

Vic khai thỏc các khoáng sản rắn thường đi liền với việc tách phá
khoáng sản hoặc đá mỏ ra khỏi khối nguyên và đập vụn chúng để dễ dàng xúc
bốc và vận chuyển. Trong nhiều trường hợp, các công đoạn kể trên được thực
hiện nhờ công tác khoan nổ mìn.

Cơng tác khoan nổ mìn ở riêng từng đường lò được tiến hành tuân theo
một tài liệu kỹ thuật đặc biệt, đó là hộ chiếu khoan nổ mìn được thiết kế riêng
cho đường lị đó.

Bản chất của phương pháp khoan nổ mìn là ở gương lị người ta khoan
các lỗ khoan nhỏ, có độ sâu tới 7 m và đường kính 40-75 mm, sau đó nạp các
thỏi thuốc nổ, rồi gây nổ.

Sau khi nạp thuốc nổ, khoảng trống cịn lại của lỗ mìn, kể từ khối thuốc

nổ đến miệng lỗ mìn, được chất kín bằng vật liệu trơ, đó là nút lỗ mìn. "Trơ" có
nghĩa là khơng có khả năng bắt cháy khi xuất hiện nhiệt độ cao trong quá trình
nổ mìn. Nút lỗ mìn thường là cát pha lẫn bột đất sét.

Sau khi nổ mìn, chất nổ chuyển tức thời thành các chất khí với khối
lượng lớn và dãn nở mãnh liệt dưới tác động của nhiệt độ cao, tạo thành cơng cơ
học tách phá khống sản hoặc đá ra khỏi khối nguyên và làm vụn chúng.

Ngồi các lỗ mìn nhỏ, ở các mỏ quặng hầm lị cịn sử dụng các lỗ mìn
lớn có chiều sâu đạt tới vài chục mét và đường kính lớn tới vài trăm milimét.
Trong phạm vi chương này chúng ta chỉ xem xét phương pháp nổ các lỗ mìn
nhỏ.

3.1. Máy và dụng cụ để khoan l mỡn nh

Để khoan các lỗ mìn nhỏ có thể sử dụng máy khoan xoay, xoay-đập và
đập-quay.

Dng cụ để khoan các lỗ mìn nhỏ là chng khoan. Trên hình 9 cho thấy
chng của khoan xoay và khoan xoay-đập. Chng khoan gồm có: mũi khoan
1, thân chng 2, và đi chng 3. Chng để khoan xoay-đập cịn có ắc 4 để
giới hạn độ dài của đi chng và lỗ thơng dọc thân chng để dẫn nước hoặc
khí nén vào đáy lỗ khoan nhằm lấy phoi.

Hình 9. Choòng của khoan xoay (a) và của khoan xoay-®Ëp (b)

a 
b

1 2 3

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

Khi khoan xoay, đá ở đáy lỗ khoan bị phá hủy bởi các cạnh cắt của mũi
khoan và bị đẩy ra khỏi lỗ khoan bởi rãnh xoắn của thân choòng.

Để khoan các lỗ mìn nhỏ trong than hoặc đá mềm yếu có thể sử dụng
máy khoan điện cầm tay (hình 10).

Để khoan các lỗ mìn trong đá có độ kiên cố trung bình thường sử dụng
giá khoan điện (hình 11).

Để gắn máy khoan điện vào giá khoan có
thể sử dụng khung đỡ máy khoan (hình 12).

Giá khoan được dựng kích vào giữa nền và
nóc đường lị. Dùng khung đỡ máy khoan, có thể
lắp chúng bằng bulông vào thành của các loại mỏy
xỳc bc.

Hình 10

Các máy khoan điện 
cầm tay

Hình 11 
 Gi¸ khoan điện 
1- máy khoan điện;

2- giỏ kiểu kích ống lồng; 
3- cần điều khiển;

4- trục chính của máy khoan

Hình 12

Khung mỏy khoan in

4 
1

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

Trên hình 13 thĨ hiƯn hai lo¹i mòi khoan xoay dïng cho máy khoan
điện.

khoan cỏc l mỡn trong đá có độ kiên cố từ trung bình trở lên cần sử
dụng các loại búa khoan khí nén, hoạt động theo nguyên tắc đập-quay.

Búa khoan khí nén cầm tay (hình 14) được chế tạo theo nhiều cỡ khác
nhau, có trọng lượng từ 10 đến 40 kg. Trong khi khoan, thợ khoan có thể dùng
tay để giữ búa hoặc cũng có thể dùng giá đỡ búa hoạt động bằng khí nén. Búa
khoan cầm tay dùng để khoan các lỗ mìn nằm ngang hoặc nghiêng. Để khoan
các lỗ mìn thẳng đứng hoặc dốc lên với góc lớn, phải sử dụng búa khoan kiểu
ống lồng.

Phụ thuộc vào cấu tạo và độ kiên cố của đá ở gương lò, cấu tạo của mũi
khoan đập-quay rất đa dạng (hình 15).

Để tăng năng suất lao động cho công tác khoan lỗ mìn, khi đào lị nên sử
dụng các xe khoan tự hành, hoạt động theo nguyên tắc xoay-đập (hình 16).

H×nh 14

Búa khoan hoạt động bằng khí nén

H×nh 15

Các dạng mũi khoan 
đập-quay

Hỡnh 13. Mi khoan điện 
 a- để khoan than; 
 b- để khoan đá.

</div>