Tải bản đầy đủ
THIẾT KẾ MỞ VỈA

THIẾT KẾ MỞ VỈA

Tải bản đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

- Tuyến đường hào chính:
+ Nối từ đầu đường lên mỏ đến mức +160m, điểm này tiếp giáp
với bãi xúc BX/N-3B, được dùng để vận chuyển đá từ gương khai thác
về trạm nghiền sàng
+ Các đoạn tuyến rẽ vào các bãi xúc BX/N-1, BX/N-3A
- Tuyến đường hào phụ: dùng để đưa máy khoan, máy ủi lên núi
phục vụ công tác đào hào và bạt ngọn.
4.3. THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG HÀO CHÍNH
4.3.1. Vị trí, hình dạng tuyến hào
- Đoạn 1: từ điểm đầu đường lên khai trường mức +160 . Đoạn
tuyến này sẽ là tuyến trục chính của hệ thống đường trên khai trường
mỏ.
- Đoạn 2: từ điểm giao với tuyến trục chính rẽ lên BX/N-1 ở mức
+65m tạo tuyến đường vận tải lên mở tầng khai thác đỉnh núi Đ/N-2
để đưa thiết bị lên làm việc và vận tải đá khai thác, đá thải,…
- Đoạn 3: từ điểm giao với tuyến trục chính rẽ lên BX/N-3A ở mức
+75m tạo tuyến đường vận tải lên mở tầng khai thác đỉnh núi Đ/N-4A,
Đ/N-4C để đưa thiết bị lên làm việc và vận tải đá khai thác, đá thải,…
4.3.2. Các thông số của tuyến đường hào
Tuyến đường phải đảm bảo cho xe chạy thông suốt và tồn tại cho
đến khi kết thúc khai thác ở mức +100
a. Độ dốc dọc của tuyến đường
Chọn độ dốc dọc tuyến đường lớn nhất là một vấn đề kinh tế - kỹ
thuật lớn. Đối với từng đối tượng cụ thể phải tuỳ theo điều kiện địa
hình, lưu lượng và thành phần xe chạy, dùng những chỉ tiêu khái quát
về giá thành vận tải, giá thành công trình mà tiến hành tính toán chỉ
tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn trị số tối ưu. Đặc thù công việc vận tải
của mỏ, khi ô tô lên dốc thì ở chế độ không tải, khi xe xuống dốc thì ở
chế độ có tải. Do vậy kết hợp giữa chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và thực tế
sản xuất thì độ dốc dọc tối đa của tuyến đường là i = 8 ÷ 10%.
b. Chiều dài tuyến đường
- Tuyến đường chính đoạn1:
Chiều dài thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức:
L1 =

(Hc − Hd )
i0

.K d

,m

(4.1)

Trong đó:
+ H c - độ cao cuối cùng của đường hào, H c = +160m
+ H d - độ cao xuất phát của đường hào, H d = +70m
SV: Vũ Tiến Hùng

18

18

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

+ K d - hệ số kéo dài tuyến đường, K d = 1,2
+ i o - độ dốc khống chế của tuyến đường, phụ thuộc các thông số
của thiết bị vận tải, chọn i o = 8%
Thay các giá trị vào công thức (4.1) ta được:
160 − 70
L 1 = 0,08 .1,2 = 1350m

Chiều dài tuyến đường chính đoạn 1: L 1 = 1350m
- Tuyến đường rẽ nhánh đoạn 2:
Chiều dài thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức:
L2 =

( Hc − Hd )
i0

.K d

,m

(4.2)

Trong đó:
+ H c - độ cao cuối cùng của đường hào, H c = +65m
+ H d - độ cao xuất phát của đường hào, H d = +70m
+ K d - hệ số kéo dài tuyến đường, K d = 1,2
+ i o - độ dốc khống chế của tuyến đường, chọn i o = 10%
Thay các giá trị vào công thức (4.2) ta được:
− (65 − 70)
0,1
L2 =
.1,2 = 60m

Chiều dài tuyến đường chính đoạn 2: L 2 = 60m
- Tuyến đường rẽ nhánh đoạn 3:
Chiều dài thực tế của tuyến đường được xác định theo công thức:
L3 =

( Hc − Hd )
i0

.K d

,m

(4.3)

Trong đó:
+ H c - độ cao cuối cùng của đường hào, H c = +75m
+ H d - độ cao xuất phát của đường hào, H d = +70m
+ K d - hệ số kéo dài tuyến đường, K d = 1,2
+ i o - độ dốc khống chế của tuyến đường, chọn i o = 10%
Thay các giá trị vào công thức (4.3) ta được:
75 − 70
L 3 = 0,1 .1,2 = 60m

Chiều dài tuyến đường chính đoạn 3: L 3 = 60m
Vậy tổng chiều dài tuyến đường chính:
L c = L 1 + L 2 + L 3 = 1350 +60 + 60 = 1470m
c. Chiều rộng tuyến đường
Chiều rộng mặt đường thiết kế được xác định theo công thức sau:
SV: Vũ Tiến Hùng

19

19

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

a + c
Bm = 2.
+x+
 2


y
, m

(4.4)

Trong đó:
a - bề rộng của thùng xe, a = 3,84 m
c - cự ly giữa hai bánh xe, c = 3,34 m
x - khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe cạnh
y - khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy.
Theo Zamakhaev đề nghị tính x, y dựa vào công thức sau:
y = 0,5 + 0,005.v (m)
x = 0,5 + 0,005.v (m) khi làn xe chạy ngược chiều
v = 20 km/h - tốc độ xe chạy
Thay các giá trị vào công thức (4.4) ta có:
 3,84 + 3,34

2.
+ 0,5 + 0,5 + 2(0,005.20)
2
 = 9,58m
= 

Bm
Vậy chiều rộng mặt đường B m = 10 m
Khi đó chiều rộng nền đường được xác định cùng với các công trình
trên mặt như rãnh thoát nước, đai bảo vệ, khoảng cách an toàn.. được
thể hiện trên mặt cắt sau:

Hình 4.1 Mặt cắt ngang tuyến đường
Chiều rộng nền đường được xác định:
B đ = B m + z + b + c + c 1 + k, m
(4.5)
Trong đó:
B m - chiều rộng mặt đường, B m = 9,58m;
z - khoảng cách an toàn mép ngoài nền đường, z = 1m;
b - chiều rộng tường phòng hộ, b = 1m;
c - chiều rộng nền đường phía trong, c = 1m;
c 1 - khoảng cách rãnh thoát nước tới mép trong nền đường, c 1 =
0,5m;
k - chiều rộng rãnh thoát nước, k = 0,5m;
Thay các giá trị vào công thức (4.5) ta được
SV: Vũ Tiến Hùng

20

20

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

B đ = 9,58 + 1 + 1 +1 + 0,5 + 0,5 = 13,58m ,lấy B đ = 14 m
e. Bán kính lượn vòng

Hình 4.2 Bán kính lượn vòng đoạn đường cong
Bán kính cong cho phép của cả đoạn đường cong phụ thuộc vào tốc
độ di chuyển động của ô tô và loại đường. Bán kính lượn vòng được
xác định theo công thức:
Rmin

vtb2
=
127.(ψ + in ) ,m

(4.6)

Trong đó:
v t b - vận tốc trung bình của ôtô, v t b = 20 km/h
ψ - hệ số bám dính giữa bánh xe và mặt đường, ψ = 0,1
i n - độ dốc ngang của phần xe chạy, i n = 3 ÷ 6%
Thay các giá trị vào công thức (4.6) ta được:
Rmin =

20 2
= 24,2
127.( 0,1 + 0,03)
m

f. Độ mở rộng trên đường cong
Để xe chạy được an toàn trên đoạn đường cong ngoài việc bố trí
siêu cao ta cũng mở rộng trên dường cong với trị số sau:
e=

L2a
v
+ 0,1.
R
R, m

(4.7)

Trong đó:
L a - khoảng cách từ trục bánh xe sau đến chắn trước của ô tô, L a
= 6,1 m
R - bán kính cong của đường, R = 24,3 m
V - tốc độ xe chạy đoạn cong, v = 10 km/h
Thay các giá trị vào công thức (4.7) ta được:
e=

6,12
10
+ 0,1.
= 1,74
24,2
24,2
m

4.3.3. Khả năng thông xe
SV: Vũ Tiến Hùng

21

21

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

Có thể xác định năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe
như sau:
N=

1000.v
d , xe/giờ

(4.8)

Trong đó:
v - tốc độ xe chạy đều nhau cho cả dòng xe, v = 20km/h
d - khoảng cách tối thiểu giữa 2 xe, có thể xác định theo công
thức:
d = a + b.v + c.v 2 , m
với: a, b, c là các hệ số khoảng cách an toàn được chọn theo phản
ứng tâm lý người lái xe nhanh hay chậm và điều kiện hãm xe.
Chọn: a = 6, b = 0,3, c = 0
d = 6 + 0,3.20 + 0.20 2 = 12 m
Thay các giá trị vào công thức (4.8) ta được:
N=

1000.20
= 1667
12
xe/giờ

Nhu cầu vận tải của mỏ được xác định:
N1 =

Am
.k r
v0
, xe/năm

(4.9)

Trong đó:
A m - sản lượng của mỏ, A m = 660370 m 3 /năm
K r - hệ số nở rời của đất đá trong thùng xe, K r = 1,4
v 0 - dung tích thùng xe, v 0 = 12,5 m 3
Thay các giá trị vào công thức (4.9) ta được:
N 1 = =73962 xe/năm
Theo chế độ làm việc của mỏ là 280 ngày/năm mà mỗi ngày làm
việc là 12 giờ nên số xe chạy trong 1 giờ là:
N T xe/giờ
Như vậy với khả năng thông xe, tuyến đường đảm bảo khả năng
thông xe đáp ứng theo công suất mỏ và có thể đáp ứng nâng cao công
suất theo yêu cầu khi cần phải tăng sản lượng mỏ.
4.3.4. Tính khối lượng làm đường
a.Phương pháp tính toán
Khối lượng đào hào được tính theo phương pháp mặt cắt dọc, sử
dụng công thức sau để tính:
Vn =

S id + S id+1 3
.Li
2
, m3

(4.10)

Trong đó:
L i - khoảng cách tương ứng giữa hai mặt cắt i và i+1, m
SV: Vũ Tiến Hùng

22

22

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

S i , S i + 1 - diện tích các mặt cắt thứ i và i+1, m 3
Diện tích các mặt cắt được xác định theo mặt cắt ngang (tại những
vị trí có địa hình thay đổi) dọc theo trục của tuyến đường dựa trên bản
đồ địa hình tỷ lệ 1:1000.
b. Kết quả tính toán
Dựa vào các phương pháp trên ta tính được tổng khối lượng đất đá
khi mở đường ôtô lên núi từ độ cao +20m đến độ cao +160m.
Bảng 4.1 Tính toán khối lượng đào đường hào chính
Khối lượng

TT

Hạng mục
công việc

Đơn
vị

Đoạn 1

Đoạn2 và
3

1
2
3

Chiều dài
Đào đá
Đắp

m
m3
m3

1350
212917
73948

120
27439
3567

Tổng
1470
240356
77515

Vậy khối lượng đất đá đào và đắp đường hào chính là:
V = 240356 + 77515 = 317871 m 3
c.Tổ chức thi công đào đường hào
Căn cứ vào điều kiện địa hình của mỏ ta chọn được vị trí hào mở
vỉa, để công tác đào hào đảm bảo các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật và
nhanh chóng đưa mỏ vào sản xuất ta áp dụng phương pháp cắt tầng
nhỏ nổ mìn bằng búa khoan tay, kết hợp với máy gạt để gạt đá xuống
sườn núi.
* Công tác san nền
- Công tác đào đất đá :
+ Nổ mìn phá đá dùng máy khoan cầm tay đường kính mũi khoan
D =32 -42 mm (kèm theo máy khí nén và kiện) .
+ Sử dụng máy ủi để san gạt đường.
+ Sử dụng máy xúc thuỷ lực gầu ngược để xúc bốc đất đá.
+ Vận chuyển đất đá bằng máy ủi kết hợp với ô tô.
Để hoàn thành tốt công việc thi công đào hào thì số máy khoan ầm
tay cần thiết là:
N KC =

V
Q NKC .PKC , cái

(4.11)

Trong đó:
V - khối lượng đào hào chính, V = 240356 m 3
Q N K C - năng suất năm của máy khoan con, m/năm.
Q N K C = Q p .n , m/năm
SV: Vũ Tiến Hùng

23

23

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

Q p - năng suất của máy khoan trong ngày, Q P = 28m/ngày.
n - số ngày làm việc trong năm, n = 280 ngày.
Q N K C = 28.280 = 7840 m/năm.
P K C - suất phá đá 1m dài lỗ khoan con, P K C = 3,6 m 3 /m.
Thay các giá trị vào công thức (4.11) ta được:
NKC

240356
= 7840.3,6 = 8,5 cái

Lấy tròn N K C = 9 cái.
- Công tác đắp nền :
Đối với nền đường đắp lấy đá nổ mìn ở phần nền đào, khai thác đá
từ khu vực lân cận để đắp đường và phải đảm bảo đầm nén kỹ trước
khi rải đá cấp phối mặt đường. Xếp hòn to phía ngoài, hòn vừa ở
trong, hòn nhỏ để chèn, chèn bằng búa. Trong quá trình đắp bằng đá
mỏ phải trộn thêm đất dính nếu cần thiết và xử lý cho đúng độ ẩm
trước khi san đều thành lớp. Nếu không có lu thì không được dùng đất
lẫn đá kích thước to quá 10cm .
* Công tác làm mặt đường
- Dùng lao động thủ công kết hợp với cơ giới. Vận chuyển vật liệu
cấp phối, đá sỏi bằng ôtô.
- Lu lèn mặt đường dùng lu bánh lốp kết hợp với lu bánh sắt loại 8
÷ 12 tấn, mặt đường thi công bằng cơ giới kết hợp thủ công nhưng cơ
giới là chủ yếu. Thi công mặt đường theo đúng quy trình thi công hiện
hành. Vật liệu làm mặt đường phải đủ cường độ và kích cỡ theo quy
định. Khi thi công, nếu gặp nền đường có cường độ yếu hơn cường độ
quy định phải có biện pháp xử lý riêng.
* Công tác làm công trình thoát nước
Rãnh hình thang sâu 0,5m bố trí ở những đoạn nền đào là nền đá có
độ dốc dọc lớn. Thi công rãnh cùng thời gian với nền đường, tuỳ từng
điều kiện địa hình cho phép. Thi công bằng thủ công là chủ yếu.
d.Thời gian đào hào
Tdh =

Vn
n.Q p .S

, tháng

(4.12)

Trong đó:
V n - khối lượng đất đá phải đào khi làm đường, V n =240356
N - số máy khoan phục vụ làm đường, n = 9 cái
Q p - năng suất thực tế của máy khoan trong tháng,Q p =728
m/tháng
S - suất phá đá của 1m lỗ khoan, S = 3,6 m 3 /m
SV: Vũ Tiến Hùng

24

24

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

Thay các giá trị vào công thức (4.12) ta được:
Tdh =

240356
=
9.728.3,6 10,2 tháng

Thời gian hoàn thành các công việc khác trong công tác làm
đường được lấy bằng 30% tính theo thời gian đào hào:
T p = 10,2.30% = 3,1 tháng
Vậy tổng thời gian đào đường hào là 13,3 tháng.
4.5. CÔNG TÁC BẠT NGỌN
4.5.1. Mục đích
Theo Qui phạm kĩ thuật an toàn trong khai thác và chế biến đá lộ
thiên (TCVN 5178-2004 ), điều 2.1 và 2.2 qui định về công tác
chuẩn bị khai trường, ngoài việc dọn sạch cây cối chướng ngại
trên phạm vi mở tầng, tạo đường đi lại cho công nhân thì phải tạo
mặt bằng chuẩn bị mở tầng khai thác. Căn cứ vào hệthống khai
thác và đồng bộ thiết bị đã được lựa chọn thì nhiệm vụ bạt ngọn
được qui định như sau:
- Bạt ngọn các phân khu Đ/N-1 từ độ cao +180 xuống +170,phân
khu Đ/N-2 từ cao độ +190 xuống +180, phân khu Đ/N-5 từ độ cao
+220 xuống +210, phân khu Đ/N-4A từ cao độ +180 xuống +170,
khu Đ/N-4D từ +150 xuống +140, khu Đ/N-4C từ +160 xuống
+150 ; tạo mặt bằng khai thác đầu tiên với hệ thống khai thác
khấu theo lớp xiên xúc chuyển hoặc san gạt xuống mặt bằng xúc
bốc và vận tải trực tiếp bằng ô tô ở mức +100m.
4.5.2. Khối lượng bạt ngọn
Khối lượng bạt ngọn được xác định theo công thức sau:
S1 .S 2 + S1 .S 2

V=

2

h(1 − K )

, m3

(4.14)

Trong đó :
S - diện tích đáy chóp, m 2
S 1 , S 2 - diện tích 2 mức cao liên tiếp, m 2
H - chiều cao giữa các mức, m 2
SV: Vũ Tiến Hùng

25

25

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

K - hệ số castơ. Lấy K = 10%
Bảng 4.2 Kết quả tính toán khối lượng bạt ngọn
STT

Phân khu

Cốt cao

Khối lượng,

1

Đ/N-5

+210

35067

2

Đ/N-2

+180

27436

3

Đ/N-4A

+170

43754

4

Đ/N-4C

+150

17094

5

Đ/N-4D

+140

36386

6

Đ/N-1

+170

Tổng

73895
189878

4.5.3. Trình tự thi công bạt ngọn
Trình tự thi công bạt ngọn như sau:
Bước 1:
- Công việc chuẩn bị bao gồm: phát quang dọn sạch cây và các
chướng ngại, tạo đường đi lại cho công nhân lên tới các đỉnh núi.
- Dùng máy khoan xoay đập khí nén lỗ nhỏ (d = 42mm) và khi cần
sử dụng cả lượng thuốc đắp để phá vỡ các mỏm đá "tai mèo" lởm
chởm, những hòn đá "mồ côi" thế không ổn định, tạo điều kiện thuận
lợi và an toàn cho công nhân làm việc.
- Buộc dây an toàn cố định theo đường đi phải leo trèo, có độ dốc
lớn. Lắp đặt đường dây dẫn khí nén từ vị trí đặt máy nén khí tới độ cao
cần thiết sử dụng ở các mỏm núi.
Bước 2:
Khoan nổ mìn từ trên các mỏm núi theo phương pháp cắt tầng nhỏ.
Đất đá bị phá vỡ sau khi nổ tự lăn theo sườn núi và xuống các mức
chân tuyến.
Khi phá vỡ đất đá đến các mức của các phân khu
+180,+150,+140,+170,+210 thì coi như công tác bạt ngọn kết thúc

SV: Vũ Tiến Hùng

26

26

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

7 1
8 2
9 3
10 4
11 5
12

6

h

Hình 4.3 Trình tự thi công bạt ngọn khấu theo lớp xiên cắt tầng nhỏ
1, 2, 3, ... trình tự khấu, → hướng khấu, h - chiều cao khấu
4.5.5. Thời gian thi công bạt ngọn
Các đỉnh núi khu vực dự kiến mở tầng khai thác đầu tiên cách
nhau 200 ÷ 300m do vậy có thể tiến hành đồng thời công tác bạt
ngọn cũng như khai thác các phân khu Đ/N-5,Đ/N-2,Đ/N4A,Đ/N-4C,Đ/N-4D.
Thời gian hoàn thành công tác bạt ngọn phụ thuộc chủ yếu vào
công tác khoan nổ mìn làm tơi đá.
Theo đặc điểm địa hình khu vực đỉnh núi , có thể bố trí được 4
- 6 búa khoan chạy khí ép làm việc đồng thời. Đối với phân khu
Đ/N-1 có khối lượng bạt ngọn lớn đồng thời có chiều dài tương
đối từ 140-160m nên có thể bố trí nhiều thiết bị cũng như nhân
lực nhằm rút ngắn thời gian bạt ngọn.
Thời gian thi công bạt ngọn được tính theo công thức:
Tbn =

Vbn
n.Qca .S , tháng

(4.15)

Trong đó:
V b n - khối lượng bạt ngọn, m 3 (xem bảng 4.7)
N - số máy khoan phục vụ công tác bạt ngọn
Q c a - năng suất của búa khoan, Q c a = 728 m 3 /tháng
S - suất phá đá của 1m lỗ khoan, S = 3,6m 3 /m

Phân khu Đ/N-1 bố chí 12 búa khoan
SV: Vũ Tiến Hùng

27

27

Lớp: Khai thác A – K57

Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn khai thác lộ thiên

== 2,4 tháng
Phân khu Đ/N-2,Đ/N-4A,Đ/N-4C,Đ/N-4D , Đ/N-5 bố chí 6 búa
khoan/1 phân khu
==1,8 tháng
==2,7 tháng
==1,2 tháng
==2,3 tháng
==2,2 tháng
Tổng thời gian bạt ngọn là 12,6 tháng
4.5.6. Tạo mặt bằng khai thác đầu tiên
Sau khi bạt ngọn, tiến hành tạo mặt bằng khai thác đầu tiên để chứa
đá phục vụ cho máy xúc, ôtô làm việc. Để đảm bảo cho máy xúc ôtô
làm việc an toàn thì mặt bằng khai thác đầu tiên phải có kích thước tối
thiểu như sau:
- Chiều dài: 30 ÷ 50m
- Chiều rộng: 25m
Mặt bằng khai thác đầu tiên của các đỉnh Đ/N-2,4A,4C,4D,5 là các
mức +180, +150, +140,+170 và +210.
Khối lượng tạo mặt bằng khai thác đầu tiên được xác định là Đ/N2= 42757 m 3 , Đ/N-4A= 20356 m 3 , Đ/N-4C= 15034 m 3 , Đ/N-4D =
17934m 3 , Đ/N-5 =12893 với diện tích đủ cho máy xúc và ôtô làm việc
bình thường.

Bảng 4.3 Kết quả tính toán khối lượng tạo mặt bằng khai thác
STT

Phân khu

SV: Vũ Tiến Hùng

Cốt cao
28

Khối lượng,
28

Lớp: Khai thác A – K57