Tải bản đầy đủ
Các vỉa than trong khu vực thiết kế có góc dốc trung bình là 300, chiều dày từ trung bình đến dày. Vì vậy trong quá trình thiết kế khai thác cần phải lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý, đảm bảo an toàn lao động, tổn thất than nhỏ, giá thành than hạ đảm bả

Các vỉa than trong khu vực thiết kế có góc dốc trung bình là 300, chiều dày từ trung bình đến dày. Vì vậy trong quá trình thiết kế khai thác cần phải lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý, đảm bảo an toàn lao động, tổn thất than nhỏ, giá thành than hạ đảm bả

Tải bản đầy đủ

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

a. Công tác chuẩn bị.
Từ các đường lò xuyên vỉa vận tải 1 và thông số 2 ta đào các đường lò dọc vỉa
vận tải 3 và dọc vỉa thông gió 4 về 2 cánh của ruộng mỏ đến biên giới của ruộng mỏ
ta đào lò cắt 5 nối lò dọc vỉa thông gió và lò dọc vỉa vận tải. Để bảo vệ đường lò dọc
vỉa vận tải làm dọc vỉa thông gió cho tầng tiếp theo thì ta tiến hành đào lò song song 6
nối dọc vỉa vận tải và lò song bằng họng sáo 7. Công việc khấu than bắt đầu từ lò cắt
5 và gương lò chợ tiến dần về trung tâm của ruộng mỏ.
b.Vận tải
- Vận tải than: Than ở lò chợ tự chảy bằng máng trượt xuống lò song song được
máng cào đưa đến các họng sáo than được rót cho các goòng ở các đường lò dọc vỉa
vận tải và sau đó than được vận chuyển đến lò xuyên vỉa được lò xuyên vỉa mức vận
chuyển về sân ga và rót lên băng tải ở giếng ngiêng và được đưa ra ngoài mặt bằng.
- Vận chuyển vật liệu: Do khu thiết kế đã có sẵn lò bằng mức +135 cho nên ta
tận dụng lò bằng này để vận chuyển vật liệu cũng như thông gió. Vật liệu từ ngoài
mặt bằng sân công nghiệp được đưa vào qua cửa lò bằng mức +135. Từ đây vật liệu
được chuyển bằng goòng vào lò dọc vỉa thông gió sau đó được vận chuyển thủ công
vào lò chợ.
c.Thông gió
- Gió sạch: Từ ngoài giếng nghiêng phụ rồi vào lò xuyên vỉa vận tải của tầng.
Tiếp đó lên lò dọc vỉa vận tải của tầng qua các họng sáo đến đường lò song song vào
thông gió cho lò chợ
- Gió bẩn: Từ lò chợ qua lò dọc vỉa thong gió trong của tầng ra ngoài bằng lò
bằng +135.
III.2.1.2. Hệ thống khai thác liền gương lò chợ tầng khấu bám trụ thu hồi than
nóc.
Sơ đồ mô tả hệ thống khai thác hình 3.2

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

a. Công tác chuẩn bị.
Từ xuyên vỉa vận tải 1 và lò thông gió 2 ta đào lò dọc vỉa vận tải 4 và dọc vỉa
thông gió 7 và để bảo vệ các đường lò dọc vỉa vận tải và dọc vỉa thông gió ta đào lò
song song chân 5 và lò song song đầu 8. Và nối thông giữa các đường lò dọc vỉa và
đường lò song song bằng họng sáo 6. Khi các đường lò dọc vỉa cách các đường lò
xuyên vỉa 20÷ 30m đào lò cắt 3. Công việc khấu than bắt đầu từ lò cắt 3 ở 2 phía của
lò xuyên vỉa và lò chợ 9 sẽ tiến dần tới biến giới mỏ.
b. Vận tải
- Vận tải than: Than khai thác ở lò chợ được vận chuyển bằng máng trượt
xuống lò song song chân. Sau đó được vận chuyển bằng máng cào đặt ở lò song song
xuống lò dọc vỉa vận tải. Từ đây than được vận tải bằng goòng với cỡ đường ray 900
mm qua lò xuyên vỉa tầng để xuống giếng nghiêng chính. Cuối cùng than được vận tải
bằng băng tải đặt ở giếng nghiêng chính đưa ra ngoài mặt bằng sân công nghiệp
- Vân chuyển vật liệu : Tương tự như hệ thống khai thác cột dài theo phương.
c.Thông gió
- Gió sạch: Từ ngoài giếng nghiêng phụ rồi vào lò xuyên vỉa vận tải của tầng.
Tiếp đó qua lò dọc vỉa vận tải của tầng qua các họng sáo đến đường lò song song chân
vào thông gió cho lò chợ
- Gió bẩn: Từ lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió của tầng qua lò song song đầu qua
các họng sáo lên đường lò dọc vỉa thông gió. Sau đó qua lò xuyên vỉa thông gió của
tầng đi ra ngoài qua cửa lò bằng xuyên vỉa mức +135.
III.2.2. Lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý.
Bảng So sánh về mặt kỹ thuật được thể hiện qua bảng.3.1.

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

Bảng.3.1. Bảng so sánh về mặt kỹ thuật của 2 phương án
Các
HTKT cột dài
TT
HTKT liền gương
chỉ tiêu
theo phương
1 Ưu điểm
- Chi phí bảo vệ nhỏ
- Khối lượng đào lò ban đầu
- Có khả năng thăm dò bổ sung. nhỏ
- Tổn thất than nhỏ
- Thời gian đưa mỏ vào sản
- Rò gió nhỏ
xuất nhanh.
- Điều kiện thông gió khi đào lò
thuận lợi
2 Nhược điểm
- Khối lượng đào lò ban đầu lớn - Chi phí bảo vệ lớn.
- Điều kiện thông gió khi đào lò - Tổn thất khoáng sản lớn
khó khăn
- Rò gió lớn.
- Thời gian đưa mỏ vào sản xuất
chậm
II. Kỹ thuật
- Đơn giản, chủ động
- Phức tạp, không chủ động
1 Thi công
2 Thông gió
- Chất lượng, hiệu quả ít rò gió - Kém chất lượng, rò gió nhiều.
3 Vận tải
- Tập trung, có khả năng tận - Không tập trung khả năng tận
dụng thiết bị.
dụng thiết bị kém
4 Tổn thất than
- Nhỏ
- Lớn
5 Cơ giới hoá
- Khả năng cơ giới hoá cao
- Khả năng cơ giới hoá nhỏ
II Kinh tế
6 Vốn đầu tư xây - Lớn, khối lượng đường lò - Nhỏ, khối lò chuẩn bị nhỏ
dựng cơ bản ban chuẩn bị nhiều
đầu
7 Chi phí bảo vệ
- Nhỏ
- Lớn vì phải bảo vệ các lò dọc
vỉa trong suốt thời gian tồn tại
của tầng
8 Hiệu quả sản xuất - Cao
- Thấp
9 Chi phí thông gió - Nhỏ
- Lớn

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

10 Chi phí vận tải
11 Lượng khí thải

- Nhỏ
- Lớn
- Nhỏ hơn, do gió sạch không đi - Lớn hơn, do gió sạch đi qua
qua khu vực phá hoả
khu vực đã khai thác
12 Mức độ an toàn - Cao hơn, vì các đường lò - Thấp hơn, vì các đường lò
của đường lò
không chịu áp lực của luồng phá chịu áp lực của buồng phá hoả
hoả
* Nhận xét :
Qua phân tích so sánh kỹ thuật 2 phương án thấy mỗi phương án đều có những
ưu điểm và nhược điểm riêng. Tuy nhiên nhận thấy rằng phương án 1 có nhiều ưu
điểm hơn phương án 2. Mặt khác hiện tại ở Việt Nam đang áp dụng phổ biến hệ thống
khai thác cột dài theo phương đặc biệt với mỏ đồng rì thì đây là mỏ mới cho nên việc
áp dụng phương án 1 là phổ biến hơn so với phương án 2. Do vậy đò án chọn “Hệ
thống khai thác cột dài theo phương, không chia lớp lò chợ tầng bám lớp trụ
phá hỏa thu hồi than lớp vách, điều khiển áp lực bằng phá hỏa toàn phần” để áp
dụng cho vỉa 7 mỏ than Đồng Rì.
III.3 Xác định các thông số của hệ thống khai thác.
3.3.1 Chiều dài lò chợ.
- Xác định chiều dài lò chợ.
Ta có sơ đồ xác định chiều dài của lò chợ thể hiện qua hình 3.3:

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

Lc

hbv

hlcb

Hình 3.3. Sơ đồ xác định chiều dài của lò chợ
Lc = ht - ∑hbv - ∑hlcb, (m)
(3.1)
Trong đó
Lc - Chiều dài lò chợ, (m)
Hd - Chiều dài của tầng theo hương dốc, (m)
ht =

h
, (m).
sin α

(3.2)

h – chiều cao thẳn đứng của tầng h = 55 (m).
α - Góc dốc trung bình của vỉa
∑hbv - Tổng chiều cao các trụ bảo vệ của tầng do ta chọn hệ thống cột dài
theo phương nên ta chỉ để lại trụ bảo vệ để bảo vệ cho lò dọc vỉa vận tải được
xác định theo công thức sau:

∑h

bv

=

L c .Ht
cosα

,m
5
f

(3.3)

α - Góc dốc của vỉa than,
ξ - Hệ số tính đến độ kiên cố của than và đá trụ của vỉa ξ = 1
Lcsb- Chiều dài lò chợ sơ bộ , Lcsb = 100m
Ht - Độ sâu khai thác tính từ mặt đất; Ht = 55m
f - Độ kiên cố của đá vách trong khoảng từ 4 đến 6, ta lấy f = 6

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất
Thế vào (3.3) ta có:

∑h

bv

=

Đồ Án Tốt Nghiệp

cos α
100.55
.1 .
5
6

∑hlcb - Tổng chiều cao các đường lò chuẩn bị
∑hlcb = bss+ 0,5bdvvt + 0,5bdvtg (m)
bdvvt = bdvtg =
bss =

(3.4)

2,7
sin α

hss
1,9
=
sin α sin α

Hdvvt, hss - Chiều cao của lò dọc vỉa vận tải, lò song song chân chợ, h dvvt = 2,7m,
hss = 1,9m.
Thế vào (3.4) ta có:
∑hlcb=

1,9
2,7
+
sin α
sin α

=

4,6
.
sin α

Qua các công thức tính toán từ (3.2) đến (3.4) ta có bảng chiều dài lò chợ của các vỉa
như sau:

Bảng.3.2. Chiều dài lò chợ của các vỉa:
STT

Hd(m) f

V6
V7
V8

110
117,2
104

6
6
6

α
( độ)
300
280
320

HS
(m)
55
55
55

∑hlcb
(m)
9,2
9,8
8,7

Lcsb
(m)
100
100
100

Ta có chiều dài trung bình của lò chợ ở tầng 1 là:
Lc =

95,6 + 102,1 + 90,2
= 96 ; m
3

Ta lấy chiều dài trung bình lò chợ là Lc = 96 m
- Kiểm tra chiều dài lò chợ theo điều kiện thông gió
Ltg =

60.Vnax .b.m.ϕ
n.r.q.mhi .C1 .γ

;m

(3.5)

Trong đó.
- Vmax = 4 m/s : Vận tốc dòng khí tối đa đi qua lò chợ

∑hbv
(m)
5,2
5,3
5,1

LC (m)
95,6
102,1
90,2

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất
- b = 2 m : Chiều rộng tối thiểu của lò chợ
- m = 2,93 m : Chiều dày trung bình của 3 vỉa
- r = 1,6 m : Tiến độ lò chợ 1 chu kỳ
- q = 1 m3/s : Lưu lưọng gió cho 1 tấn than khai thác
- n = 1 ; Số chu kỳ lò chợ ngày đêm
- C1 = 0,85 : Hệ số khai thác
- ϕ = 0,9 : Hệ số kể đến việc thu hẹp tiết diện
- mhi = 2,2 m : Chiều dày hữu ích của vỉa
- γ = 1,73 : tỉ trọng của than
Thế vào (3.5) ta có:
Ltg =

Đồ Án Tốt Nghiệp

60.4.2.2,9.0,9
= 242 m > 96m
1.1,6.1.2,2.1,63.0,85

Kết luận: Vậy chiều dài lò chợ đảm bảo điều kiện thông gió.
- Kiểm tra chiều dài lò chợ theo điều kiện vận tải:
Ttt .∂.Qm

L vt = r.m.n.C γ , m

(3.6)

1

Trong đó:
T tt : Thời gian làm việc thực tế của thiết bị, giờ
T tt =7.K 1 .K 2 ,h
K 1 : Hệ số xác định trình độ sản xuất, K 1 = 0,7
K 2 : Hệ số điều hoà, K 2 = 0,8
T tt = 7.0,7.0,8 = 3,92 h
∂ : Số ca vận tải , ∂ = 2
Q m : Năng suất vận tải của máng trượt, Q m = 105 T/h
Vậy thế vào (3.6) ta có:
3,92.2.105

L vt = 1,6.2,56.1.0,85.1,73 = 120,6m
Với L vt = 120,6 > 96 m
Kết luận: Vậy chiều dài lò chợ đảm bảo điều kiện vận tải
III.3.2 Chiều dày lớp khai thác.
Vỉa 7 có chiều dày trung bình là 3,2 m nên tổ chức khai thác 1 lớp. Lò chợ bám
trụ chiều dày khấu mK = 2,2 m kết hợp hạ trần lấy than chiều dày lớp hạ trần m HT = 1
m (Thu hồi khi phá hoả).
III.3.3 Phân tích chọn tiến độ lò chợ.
Ở phương án này ta chọn tách phá than bằng khoan nổ mìn kết hợp với xúc cuốc
thủ công chống bằng giá thuỷ lực di động. Căn cứ vào điều kiện địa chất và kinh
nghiệm khai thác than thực tế chọn tiến độ lò chợ (r = 1,6 m)
III.3.4 Xác định số lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo công suất thiết Kế.
Để đảm bào sản lượng mỏ thì số lò chợ phải được tính trên cơ sở tất cả các lò chợ

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

hoạt động ở các vỉa . Do vậy ta lấy chiều dày trung bình của các vỉa để xác định số lò
chợ hoạt động đồng thời.
- Xác định tổng chiều dài tuyến lò chợ để đảm bảo sản lượng của mỏ
Ta có công thức tính:
Am − Acb

Lt = Ln.m .C.γ ; m
0

(3.7)

Trong đó:
- Am = 800 000 tấn/năm ; sản lượng của mỏ
- Acb = 5% Am = 40 000 tấn; sản lượng thu được khi đào lò chuẩn bị
- Ln tiến độ dịch chuyển khi đào lò chợ
Ln = r . nck .N = 1,6.1.300= 480m/năm
- r = 1,6 m tiến độ lò chợ 1 chu kỳ
- nck = 1 số chu kỳ trong một ngày đêm
- N = 300 ngày; số ngày làm việc trong năm
- m0 = mK + 0,7. mHT = 2,2 + 0,7.0,73 =2,711m
+ mK = 2,2 m chiều cao khấu lò chợ
+ mHT =mtb-mk=2,93-2,2=0,73; chiều dày lớp than hạ trần
+ mtb=2,93 chiều dày trung bình của các vỉa
+ 0,7 hệ số thu hồi than nóc.
γ
- = 1,73 tấn/m3 tỷ trọng của than
- C = 0,85 ; hệ số khai thác
Vậy thế vào (3.7) ta có:
Lt =

800000 − 50000
= 392m
480.2,711 .0,85.1,73

- Số lò chợ hoạt động đồng thời là:
nc =

Lt 392
=
= 4,1
Lc
96

Vậy để đảm bảo sản lượng của mỏ ta phải có 5 lò chợ hoạt động đồng thời và 1
lò chợ dự phòng.
Từ những điều kiện địa chất, địa hình khu vực thiết kế, ta thấy khoảng cách
giữa các vỉa than là tương đối lớn vì vậy cho phép khai thác lần lượt các vỉa. Với trình
tự khai thác sẽ sớm ra than, giảm bớt những khó khăn về tài chính.
Căn cứ vào kết quả tính toán đảm bảo sản lượng ở trên dự kiến 5 lò chợ hoạt
động đồng thời, 1 lò chợ dự phòng.
Vỉa 6 có 2 lò 1 lò chợ hoạt động đồng thời và 1 lò chợ dự phòng
Vỉa 7 có 2 lò chợ hoạt động đồng thời.
Vỉa 8 có 2 lò chợ hoạt động đồng thời.
Sau khi mỏ đạt sản lượng khi khai thác ta tiến hành song song tiếp tục chuẩn bị
cho các tầng khác, tiến hành lần lượt khai thác hết.

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

III.4. Quy trình công nghệ khai thác.
III.4.1. Phương pháp khấu than trong lò chợ
a.. Lựa chọn thiết bị khoan
Đồ án chọn máy khoan mã hiệu CΠP-19M để khoan gương than.
Đặc tính thuật của máy khoan CΠP-19M xem bảng 3.3.
Bảng.3.3. Đặc tính kỹ thuật của máy khoan CΠ P-19M
TT
Các thông số
ĐV
Khối lượng
Ghi chú
1
Công suất động cơ
Kw
1,2
2
Điện áp
Vôn
127
3
Tốc độ quay
vòng/phút
2750
4
Dòng điện
A
10
5
Trọng lượng
kg
15
Ta sử dụng choòng khoan xoắn ruột gà đi kèm với mũi khoan than (mũi khoan
càng cua) do Liên Xô sản xuất.
b Lựa chọn vật liệu nổ
Như đã trình bày tại chương II mục II.7.4 bảng 2.20 đồ án chọn loại thuốc nổ
AH1 do Xí nghiệp hoá chất mỏ Quảng Ninh - Việt Nam sản xuất.
c Lựa chọn phương tiện nổ
Kíp nổ: Đồ án sử dụng kíp nổ tức thời do nhà máy Z21 Bộ quốc phòng sản xuất
hoặc kíp Trung Quốc có cường độ nổ số 8 để dùng nổ mìn ở mỏ. Đặc tính kỹ thuật
của kíp nổ như sau:
+ Vật liệu làm vỏ kíp
đồng.
+ Điện trở:
3- 4Ω.
+ Dòng điện an toàn:
0,18A.
+ Dòng điện đảm bảo nổ:
1,2A.
+ Cường độ nổ:
8.
+ Dây dẫn:
2m.
Loại kíp do Trung Quốc sản xuất có thời gian nổ như sau:
Ký hiệu vi sai
MS1
MS2
MS3
MS4
MS5
Độ vi sai (mm/s)
0
25
50
75
100
- Dây điện: Dùng loại dây điện đơn loại 1mm của Việt Nam sản xuất.
- Máy nổ mìn: Dùng loại máy nổ mìn BMK-1/100 có đặc tính kỹ thuật theo
bảng3.4.
Bảng 3.4. Đặc tính kỹ thuật của máy nổ mìn
TT
Các thông số kỹ thụât
Đơn vị
Số lượng
1 Điện trở tối đa mạng nổ

320
2 Số kíp max nổ đồng thời
cái
100
3 Trọng lượng máy
kg
2

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

4 Nguồn cung cấp điện
quay tay
5 Khoảng thời gian của sung
s
2- 4
d. Các thông số khoan nổ
*Các thông số khoan nổ mìn khấu gương
- Chiều sâu lỗ khoan
Tiến độ chu kỳ của gương lò chợ sau 1 lần khấu là 0,8m.
Chiều sâu lỗ mìn xác định theo công thức:
Lk = r/η.Sinα (m) .
(3.8)
Trong đó:
r: Tiến độ dịch chuyển của gương lò chợ, r = 0,8m.
η: Hệ số sử dụng lỗ mìn, η = 0,85.
α: Góc nghiêng của lỗ khoan so với mặt phẳng gương lò, α = 70-800
Thay số vào công thức (3.8) ta có:
0,8

Lk = 0,85. sin 75 0 = 0,97 (m)
- Chỉ tiêu thuốc nổ
Chỉ tiêu thuốc nổ được xác định theo công thức:


1 
q = 0,4 × C × e ×  0,2 × f +

S


2

kg / m 3

(3.9).

Trong đó:
f: Độ kiên cố của than, f = 2
c: Hệ số tính đến số mặt tự do, c = 0,65.
e: Hệ số công phá của thuôc nổ, e = 1,5
S: Là diện tích gương nổ S= 15.2,2=33 m2
Thay các giá trị vào (3.9) ta có:
q = 0,25 kg/m3
- Lượng thuốc nổ cho 1 luồng khấu
Q = q.m.Lc.r (kg) .
(3.10)
Trong đó: m = 2,2; r = 0,8; Lc = 96 m.
Thay các giá trị vào công thức (3.10) ta có: Q = 42,24 Kg.
- Tổng số lỗ khoan 1 luồng khấu:
Áp dụng công thức:
N = 1,27.

Trong đó:

q.S lc
; (lỗ) .
∆.d 2 .k n

(3.11)

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Đồ Án Tốt Nghiệp

q = 0,25 kg/m3
Slc: diện tích tiết diện gương lò Slc= Lc.m = 96.2,2=211,2m2 .
d :đường kính thỏi thuốc, d = 0,036m.
∆: Mật độ thuốc nổ với thuốc nổ AH1thì: ∆=1000
d: Đường kính thỏi thuốc, d = 0,036m.
kn: hệ số nạp thuốc; kn=0,4
Thế vào (3.11) ta có:
N = 1,27.

0,25.211,2
= 129 ; lỗ
1000.0,036 2.0,4

- Vậy lượng thuốc nổ trung bình cho 1 lỗ khoan là:
qlk =

Q 42,24
=
= 0,327kg
N
129

Do thực tế mỗi thỏi thuốc AH1 có trọng lượng la q=0,2kg cho nên ta chọn
lượng thuốc trung bình cho một lỗ khoan 0,3kg tương ứng với 1,5 thỏi thuốc do vậy ta
có số lượng lỗ khoan thực tế là:
N=

42,24
= 140 ; lỗ
0,3

Vậy lượng thuốc nổ thực tế cần cho 1 luồng khấu là:
Q= 0,3. 140 =42(kg)
- Các thông số khác
+Số lỗ khoan trên hàng do ta bố trí 2 hàng lỗ khoan nên số lỗ khoan trong 1
hàng là:
N1 = N/2 =70 lỗ/hàng.
+ Khoảng cách giữa các lỗ khoan trên hàng:
a = 96/70 = 1,37m.
+ Khoảng cách giữa hai hàng lỗ khoan:
b = a.Sin60 = 1,2m.
+ Khoảng cách mép trên, mép dưới tới thành lỗ khoan:
Căn cứ vào chiều cao khấu và khoảng cách giữa các hàng lỗ khoan ta chọn
khoảng cách mép trên là 0,5m và mép dưới do yêu cầu làm việc ta chọn là 0,5m.
Trong mỗi chu kỳ khoan thực hiện hai luồng khấu nên ta có
+Số lỗ khoan cho 1 chu kỳ là Nck = 140x2 = 280 lỗ.
+ Số thuốc nổ cho 1 chu kỳ là Qck = 42 x 2 = 84 kg
- Sơ đồ bố trí lỗ khoan trên gương lò chợ xem hình 3.4