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

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 +250
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
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 băng tải 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 +250
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.

TT
1

2

II.
1
2
3

4
5
II
6

7

8
9
10
11

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

đi 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 chịu áp lực của buồng phá hoả
phá 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.
III.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 III.1.
Lc

hbv

hlcb

Hình III.1. Sơ đồ xác định chiều dài của lò chợ
Lc = hd - ∑hbv - ∑hlcb, (m)
(3.1)
Trong đó
Lc - Chiều dài lò chợ, (m)
Hd - Chiều dài của tầng theo hương dốc, (m)
Hd =

h
, (m).
sin α

(3.2)

h – chiều cao thẳn đứng của tầng h = 50 (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

=

cosα
L .Hs
.ξ c ,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
Hs - Độ sâu khai thác tính từ mặt đất; Hs = 50m
f - Độ kiên cố của đá vách trong khoảng từ 4 đến 6, ta lấy f = 6
Thế vào (3.3) ta có:

∑h

bv

=

cos α
100.Hs
.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 III.2. Chiều dài lò chợ của các vỉa:
STT

Hd(m) f

V6
V7

100
106,5

6
6

α
( độ)
300
280

HS
(m)
175
210

∑hlcb
(m)
9,2
9,8

Lcsb
(m)
100
100

∑hbv
(m)
9,35
10,45

LC (m)
81,45
86,25

V8

94,4

320

6

210

8,7

100

10

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

81,45+86,25 + 75, 7
= 82 ; m
3

Ta lấy chiều dài trung bình lò chợ là Lc = 82 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
- 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 =

60.4.2.2,9.0,9
= 242 m > 82m
1.1, 6.1.2, 2.1, 73.0,85

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 , ∂ = 3
Q m : Năng suất vận tải của máng trượt, Q m = 105 T/h
Vậy thế vào (3.6) ta có:

75,7

3,92.3.105

L vt = 1, 6.2,93.1.0,85.1, 73 = 179,1m
Với L vt = 179,1 > 82 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 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 = 1.000.000 tấn/năm ; sản lượng của mỏ
- Acb = 10% Am = 100 000 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 =

1000000 − 1000000
= 470,3m
480.2, 711.0,85.1, 73

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

Lt 470,3
=
= 5, 4
Lc 86, 25

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 6 lò chợ hoạt
động đồng thời, 1 lò chợ dự phòng.
Vỉa 6 có 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
III.4. Quy trình công nghệ khai thác
III.4.1. Các công nghệ khai thác.
Căn cứ vào điều kiện địa chất của vỉa 7 trong khu vực thiết kế có:
- Chiều dày trung bình m = 3,2 m
- Góc dốc của vỉa trung bình α = 280
- Vách và trụ là đất đá tương đối ổn định
Ta đưa ra 3 công nghệ khai thác :
Phương án 1: Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn, chống giữ bằng
giá thủy lực di đông XDY. Điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần, thu
hồi than nóc.
Phương án 2: Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn. Chống giữ bằng
cột thủy lực đơn. Điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần, thu hồi than
nóc.
Phương án 3: Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn. Chống giữ bằng
giá khung ZH. Điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần, thu hồi than nóc.
A. Phương án 1: Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn, chống giữ bằng
giá thủy lực di đông XDY. Điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần, thu
hồi than nóc.

Ở nước ta hiện nay, một mặt vì điều kiện địa chất khá phức tạp mặt khác mức
độ trang bị kỹ thuật còn hạn chế nên công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn đang
được áp dụng rộng rãi.
Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn có thể áp dụng được đối với nhiều
hệ thống khai thác khác nhau.
Qua phân tích, phương pháp khấu than trong lò chợ được chọn phù hợp với
điều kiện địa chất của khu vực thiết kế là “Phương pháp khoan nổ mìn”.
1. Lựa chọn phương tiện và thiết bị phục vụ công tác khoan nổ mìn
a) Thiết bị khoan
Sử dụng máy khoan ΠP-19 có các đặc tính kỹ thuật :
Bảng III.3 - Bảng đặc tính kỹ thuật của máy khoan Π P-19.
TT
1
2
3
4

Các thông số
Năng lượng đập
Tiêu hao khí nén
Số lần đập
Chiều sâu khoan

Đơn vị
daN
m3/phút
lần/phút
m

5

Đường kính khoan

mm

Chỉ tiêu kỹ thuật
4,5
2,5
1700
2,5
36 ÷ 40

6

Trọng lượng máy
kg
23
- Sử dụng choòng khoan xoắn ruột gà Φ32, chiều dài choòng khoan 1,2 ÷
1,6 m.

b) Vật liệu và thiết bị nổ
- Thuốc nổ: Dùng loại thuốc nổ AH-1 do Xí nghiệp Hoá Chất mỏ sản xuất
với các thông số kỹ thuật như sau:
Bảng III.4 - Bảng đặc tính kỹ thuật của thuốc nổ AH-1.
STT
1
2
3
4
5
6
7

Các thông số
Mật độ thuốc nổ
Khả năng công nổ
Sức công phá
Khoảng cách truyền nổ
Đường kính thỏi thuốc
Chiều dài thỏi thuốc
Trọng lượng

Đơn vị
g/cm3
cm3
Mm
Mm
mm
Mm
G

Chỉ tiêu kỹ thuật
0,95 ÷ 1,1
250 ÷ 260
10
0,5
36
200
200

8

Thời gian sử dụng và bảo quản Tháng
3
- Kíp nổ: Sử dụng kíp nổ vi sai PM-25 do Trung Quốc sản xuất có các
thông số kỹ thuật như sau:
Bảng III.5 - Bảng thông số kỹ thuật của kíp nổ vi sai PM-25.
TT
1
2
3
4
-

Các thông số
Điện trở kíp
Dòng điện nổ
Đường kính
Thời gian vi sai

Đơn vị

A
mm
ms

Chỉ tiêu kỹ thuật
3÷ 4
1,2
7,6
25

Máy nổ mìn: Sử dụng máy nổ mìn KBΠ-1/100M

Bảng III.6 - Bảng đặc tính kỹ thuật của máy nổ mìn KBΠ -1/100M.
STT
1
2
3
4
5

Các thông số
Điện trở mạch điện
Điện trở các tụ điện
Số kíp nối tiếp
Nguồn cung cấp điện
Trọng lượng

Đơn vị

MF
Cái
V
g

Chỉ tiêu kỹ thuật
220
8
100
3 - 1,5
2000

3. Tính toán các thông số khoan nổ mìn khấu gương lò chợ
Lượng thuốc nổ đơn vị
q = q1.F.v.e , kg/m3.
Trong đó:
q1 - Suất nạp thuốc của thuốc nổ quy ước, kg/m3.
Suất nạp thuốc nổ được lựa chọn phụ thuộc vào độ kiên cố của than, với
f = 1 ÷ 3, q1 = 0,1.f = 0,2 kg/m3.
F - Hệ số đặc trưng cấu tạo của than, F = 0,8 ÷ 2,0 chọn F = 1,5.
v - Hệ số ép khi bị tách khỏi khối với một mặt tự do, v =

12,5
S

S - Diện tích gương lò chợ, S = lc.mk = 86,25× 2,2 = 189,75m2.
v=

= 0,91

e - Hệ số sức công phá của thuốc nổ, phụ thuộc vào khả năng công phá P.
Thuốc nổ AH-1 có P = 250 ÷ 260 nên e =

q = 0,2× 1,5× 0,91× 1,46 = 0,39 kg/m3.

Vậy :
-

380 380
=
= 1,46 .
P
260

Lượng thuốc nổ trong 1chu kỳ khấu :
Q = q.lc.mk.rck, kg.
Trong đó:
q - Lượng thuốc nổ đơn vị, q = 0,39 kg/m3.
lc - Chiều dài lò chợ, lc = 86,25m.
mk - Chiều dày của lớp khấu, mk = 2,2m.
rck - Bước khấu một chu kỳ khấu, rck = 1,6m.
Vậy : Q = 0,39× 86,25× 2,2× 1,6 =118,4 kg.
- Tổng số lỗ khoan 1 luồng khấu:
Áp dụng công thức:
N = 1,27.

q.S lc
; (lỗ) .
∆.d 2 .k n

(3.11)

Trong đó:
q = 0,39 kg/m3
Slc: diện tích tiết diện gương lò Slc= Lc.m =86,25.2,2=189,75m2 .
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.

0,39.189, 75
= 182 ; lỗ
1000.0, 0362.0, 4

Vậy ta có tổng số lỗ khoan 1 luồng khấu là 182 lỗ, cho nên tổng số lỗ khoan
1 chu kỳ khấu là: 182.2= 364 lỗ
- Vậy lượng thuốc nổ trung bình cho 1 lỗ khoan là:
qlk =

Q 118, 4
=
= 0,325kg
N
364

- Các thông số khác

+Số lỗ khoan thực tế trên hàng do ta bố trí 2 hàng lỗ khoan trên 1 luồng khấu
nên số lỗ khoan trong 1 hàng là:
N1 = N/4 =91 lỗ/hàng.
+ Khoảng cách giữa các lỗ khoan trên hàng:
a = 86,25/(91-1) = 0,96 m.
+ Khoảng cách giữa hai hàng lỗ khoan:
b = a.Sin60 = 0,83m.
+ 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.
- Sơ đồ bố trí lỗ khoan trên gương lò chợ xem hình 3.4

B
B