Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 7 CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ 8 I.1. Địa lí tự nhiên 8 I.1.1. Địa lí vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn năng lượng và nước sinh hoạt. 8 I.1.2. Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị khu mỏ 9 I.1.3. Điều kiện khí hậu 9 I.1.4. Quá trình thăm dò và khai thác khu mỏ. 9 I.2. Điều kiện địa chất 10 I.2.1. Cấu tạo địa chất vùng mỏ. 10 I.2.2. Cấu tạo các vỉa than 12 I.2.3. Phẩm chất than 14 I.2.4. Địa chất thủy văn 15 I.2.5. Địa chất công trình 16 I.2.6. Trữ lượng 18 I.3. Kết luận 18 CHƯƠNG 2:MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ 22 I.1.. Giới hạn khu vực thiết kế 22 I.1.1. Biên giới khu vực thiết kế 22 I.1.2. Kích thước khu vực thiết kế 22 II.2. Tính trữ lượng 22 II.2.1. Trữ lượng trong bảng cân đối 22 II.2.2. Trữ lượng công nghiệp 22 II.3. Sản lượng và tuổi mỏ 23 II.3.1. Sản lượng mỏ 23 I.3.2. Tuổi mỏ 23 II.4. Chế độ làm việc của mỏ 24 II.4.1. Bộ phận lao động trực tiếp 24 II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp 24 II.5. Phân chia ruộng mỏ 25 II.6. Mở vỉa 25 II.6.1. Khái quát chung 25 II.6.2. Đề xuất các phương án mở vỉa 26 II.6.3. Trình bày các phương án mở vỉa 26 II.6.4. Phân tích và so sánh kỹ thuật giữa các phương án mở vỉa 32 II.6.5. So sánh kinh tế giữa các phương án mở vỉa 33 II.6.6. Kết luận 37 II.7. Thiết kế thi công đào lò mở vỉa 38 II.7.1. Chọn hình dạng tiết diện lò và vật liệu chống lò 38 II.7.2. Xác định kích thước tiết diện lò 38 II.7.3. Lập hộ chiếu chống lò 40 II.7.4. Lập hộ chiếu khoan nổ mìn 43 II.7.5 Khối lượng công việc 47 II.7.6 Biểu đồ tổ chức chu kì 49 CHƯƠNG III: KHAI THÁC 53 III.1. Đặc điểm địa chất và các yếu tố có liên quan đến công tác khai thác 53 III.2. Chọn hệ thống khai thác 54 III.2.1. Các hệ thống khai thác 54 III.2.2. Phân tích, so sánh và chọn hệ thống khai thác hợp lí 59 III.3. Thông số của hệ thống khai thác 60 III.3.1. Chiều dài lò chợ 60 III.3.2. Chiều dày lớp khai thác 62 III.3.3. Chọn tiến độ lò chợ 62 III.3.4. Số lò chợ hoạt động đồng thời để đảm bảo sản lượng 62 III.4. Quy trình công nghệ khai thác 62 III.4.1. Phương pháp khấu than trong lò chợ 63 III.4.2. Chọn hình thức vận chuyển hợp lí trong lò chợ 68 A: Phương án I: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực di động, thu hồi than nóc. 68 III.4.3.A. Chọn phương pháp chống giữ lò chợ 68 III.4.4.A. Điều khiển đá vách 73 III.4.5.A. Tổ chức chu kì sản xuất gương lò chợ khai thác 75 III.4.6.A. Bảng tóm tắt chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật lò chợ 86 B: Phương án II: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá khung di động, thu hồi than nóc 87 III.4.3.B. Chọn phương pháp chống giữ lò chợ 87 III.4.4.B. Điều khiển đá vách 93 III.4.5.B. Tổ chức chu kì sản xuất gương lò chợ khai thác 95 III.4.6.B. Bảng tóm tắt chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật lò chợ 105 C: Phương án III: Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng giá thủy lực liên kết xích, thu hồi than nóc 106 III.4.3.C. Chọn phương pháp chống giữ lò chợ 106 III.4.4.C. Điều khiển đá vách 112 III.4.5.C. Tổ chức chu kì sản xuất gương lò chợ khai thác 114 III.4.6.C. Bảng tóm tắt chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật lò chợ 124 III.5. Kết luận 125 CHƯƠNG 4: THÔNG GIÓ VÀ AN TOÀN 128 A. THÔNG GIÓ 128 IV.1. Khái quát chung 128 IV.1.1. Nhiệm vụ của thông gió chung của mỏ 128 IV.1.2. Nhiệm vụ của thiết kế thông gió 128 IV.1.3. Phạm vi thiết kế thông gió chung 128 IV.1.4 Đặc điểm chế độ khí của mỏ 129 IV.2. Lựa chọn hệ thống thông gió 130 IV.2.1. Lựa chọn phương pháp thông gió 130 IV.2.2. Chọn vị trí đặt trạm quạt gió chính 130 IV.2.3. Lựa chọn sơ đồ thông gió 130 IV.3. Tính lượng gió chung cho mỏ 131 IV.3.1. Lựa chọn phương pháp tính lượng gió chung cho mỏ 131 IV.3.2. Xác định các hộ tiêu thụ gió của mỏ. 131 IV.3.3. Tính lượng gió chung cho mỏ theo phương pháp thứ hai 132 IV.4. Tính phân phối gió và kiểm tra tốc độ gió. 135 IV.4.1. Tính phân phối gió trên sơ đồ 135 IV.4.2. Kiểm tra tốc độ gió 137 IV.5. Tính hạ áp chung của mỏ 138 IV.5.1. Lựa chọn phương pháp tính hạ áp chung của mỏ 138 IV.5.2. Tính hạ áp theo phương pháp thông gió từ trong ra ngoài 138 IV.6. Tính chọn quạt gió chính 144 IV.6.1. Tính lưu lượng của quạt 144 IV.6.2. Tính hạ áp quạt 145 IV.6.3. Chọn quạt gió chính 146 IV.6.4. Xác định điểm công tác của quạt 146 IV.6.5. Tính chọn động cơ quạt 147 IV.7. Tính giá thành thông gió 147 IV.7.1. Thống kê chi phí xây dựng các công trình thông gió và mua sắm thiết bị thông gió 147 IV.7.2. Tính chi phí trả lương cho công nhân 148 IV.7.3. Tính khấu hao thiết bị và các công trình thông gió 148 IV.7.4. Chi phí năng lượng 149 IV.7.5. Tính giá thành thông gió cho 1 tấn than 149 IV.8. Kết luận 149 B. AN TOÀN VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG 149 IV.9. Ý nghĩa và mục đích của công tác bảo hộ lao động 149 IV.10. Những biện pháp về an toàn ở mỏ hầm lò 150 IV.10.1. Đặc điểm của mỏ liên quan đến công tác an toàn lao động 150 IV.10.2. Các biện pháp về an toàn trong các khâu công tác 150 IV.10.3. Các biện pháp chống bụi 151 IV.10.4. Các biện pháp ngăn ngừa nổ khí, bụi và phòng chống cháy mỏ 152 IV.11. Tổ chức và thực hiện công tác an toàn 152 IV.12. Thiết bị an toàn và dụng cụ bảo hộ lao động 152 CHƯƠNG 5: VẬN TẢI THOÁT NƯỚC VÀ MẶT BẰNG SÂN CÔNG NGHIỆP 154 A. VẬN TẢI 154 V.1. Khái niệm 154 V.2. Vận tải trong lò 154 V.2.1. Hệ thống vận tải trong lò 154 V.2.2. Phân tích và chọn sơ đồ vận tải 155 V.2.3. Phân tích chọn thiết bị vận tải trong đường lò 156 V.3. Vận tải ngoài mặt bằng 161 V.3.1. Hệ thống vận tải ngoài mặt bằng 161 V.3.2. Tính thiết bị vận tải 162 V.4. Thống kê thiết bị vận tải 162 V.5. Kết luận 163 B. THOÁT NƯỚC 163 V.6. Khái niệm 163 V.7. Hệ thống thoát nước 163 V.7.1. Thoát nước trên mặt 163 V.7.2. Thoát nước trong lò 164 V.8. Thống kê thiết bị và công trình thoát nước mỏ 167 V.9. Kết luận 167 C. MẶT BẰNG SÂN CÔNG NGHIỆP 167 V.10. Địa hình và yêu cầu xây dựng mặt bằng sân công nghiệp 167 V.11. Bố trí các công trình trên mặt bằng sân công nghiệp 168 V.12. Lập lịch trình và tổ chức thi công 168 CHƯƠNG VI: KINH TẾ 172 VI.1. Khái niệm 172 VI.2. Biên chế tổ chức của mỏ 172 VI.2.1 Xác định số lượng công nhân viên chức toàn mỏ 172 VI.2.2. Tính năng suất lao động của công nhân 172 VI.3. Khái quát vốn đầu tư 173 VI.4. Tính giá thành tấn than 176 VI.5. Tính hiệu quả kinh tế và thời gian thu hồi vốn 178 VI.6. Kết luận 179 KẾT LUẬN 180
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc =======***======= Quyết định V/v giao đề tài thiết kế tốt nghiệp Theo đề nghị cán hướng dẫn, môn Khai thác Hầm lò định giao đề tài tốt nghiệp cho: Sinh viên: Nguyễn Xuân Lê Lớp: Khai thác G – K56 Hệ: Đại học quy Đề tài thiết kế tốt nghiệp Phần chung: Thiết kế mở vỉa khai thác cho trung tâm từ mức ± đến mức -300 công ty than Mông Dương đảm bảo công suất 1500000 tấn/năm Phần chuyên đề: Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lí cho vỉa G(9) khu trung tâm công ty than Mông Dương Ngày giao đề tài:Ngày … tháng… năm 2015 Ngày bảo vệ:Ngày ….tháng ….năm 2015 Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Cán hướng dẫn Ths.Nguyễn Văn Quang Bộ môn khai thác hầm lò PGS.TS Đặng Vũ Chí MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ I.1 Địa lí tự nhiên .4 I.1.1 Địa lí vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn lượng nước sinh hoạt I.1.2 Tình hình dân cư, kinh tế, trị khu mỏ I.1.3 Điều kiện khí hậu I.1.4 Quá trình thăm dò khai thác khu mỏ I.2.2 Cấu tạo vỉa than I.2.3 Phẩm chất than 10 I.1 Giới hạn khu vực thiết kế 18 I.3.2 Tuổi mỏ .19 II.4 Chế độ làm việc mỏ 19 II.4.1 Bộ phận lao động trực tiếp 19 II.4.2.Bộ phận lao động gián tiếp .20 II.5 Phân chia ruộng mỏ 20 II.6 Mở vỉa 21 II.6.1 Khái quát chung .21 II.6.2 Đề xuất phương án mở vỉa 21 II.6.3 Trình bày phương án mở vỉa 21 II.6.5 So sánh kinh tế phương án mở vỉa 29 II.6.6 Kết luận .33 II.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa 33 II.7.1 Chọn hình dạng tiết diện lò vật liệu chống lò 33 II.7.4 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn .39 II.7.5 Khối lượng công việc 42 II.7.6 Biểu đồ tổ chức chu kì .44 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần ngành than ngày khẳng định tầm quan trọng kinh tế quốc dân Không nguyên liệu cung cấp cho ngành công nghiệp mà xuất đem lại nguồn lợi nhuận lớn cho đất nước, than nguồn chất đốt phục vụ cho sinh hoạt đời sống nhân dân Đời sống cán công nhân viên ngành than ngày nâng cao Thấy rõ tầm quan trọng ngành than, năm qua đổi mới, Đảng nhà nước quan tâm đầu tư nhiều vốn, công nghệ nhân lực để phát triển ngành than cho hiệu sản xuất lớn Bản thân em sinh viên theo học ngành Khai thác mỏ hầm lò Trường đại học mỏ địa chất Sau trải qua trình học tập trường thực tập tốt nghiệp Nay kết thúc khóa học giao đề tài đồ án tốt nghiệp: PHẦN CHUNG: Thiết kế mở vỉa khai thác cho trung tâm từ mức ± đến mức -300 công ty than Mông Dương đảm bảo công suất 1500000 tấn/năm PHẦN CHUYÊN ĐỀ: Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lí cho vỉa G(9) khu trung tâm công ty than Mông Dương Đồ án tổng hợp kiến thức học tập nghiên cứu trường vấn đề trình thực tập mà em thu thập Trong trình làm đồ án em cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu, kết hợp lý thuyết học thực tiễn, giúp đỡ tận tình thầy trực tiếp hướng dẫn Th.s Nguyễn Văn Quang, em hoàn thành đồ án Do khả thân thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong giúp đỡ bảo thầy môn ý kiến đóng góp bạn đồng nghiệp để em hoàn thành đồ án tốt nâng cao kiến thức phục vụ cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Xuân Lê CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ I.1 Địa lí tự nhiên I.1.1 Địa lí vùng mỏ, khu vực thiết kế, sông ngòi, đồi núi, hệ thống giao thông vận tải, nguồn lượng nước sinh hoạt a Địa lí vùng mỏ - Khu mỏ than Mông Dương cách thành phố Cẩm Phả khoảng 10 km phía Đông - Đông Bắc Cẩm Phả, thuộc phường Mông Dương, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh - Giới hạn toạ độ: X: 28 255 ÷ 30 476 Y: 428 500 ÷ 432 950 - Ranh giới địa chất: + Phía Bắc: Giới hạn đứt gãy Mông Dương + Phía Tây: Giới hạn đứt gãy F.G ranh giới cấp phép QĐ 2760/GPBTNMT + Phía Đông: Theo ranh giới TDTM 1966 đứt gãy Mông Dương + Phía Nam: Giới hạn đứt gãy F.QL ranh giới cấp phép QĐ 2760/GPBTNMT b Sông ngòi - Nước sông: Sông Mông Dương nằm phía Bắc khu mỏ có chiều dài khoảng km, bắt nguồn từ phía Tây Bắc khu thăm dò nước chảy theo hướng Tây Đông đổ biển Lòng sông khu vực thăm dò rộng 30 -:- 50m, phẳng, đáy dòng chảy lắng đọng vật liệu cát, cuội sỏi, có lẫn tảng Sông Mông Dương có lưu vực rộng lớn - Nước suối: Hệ thống suối bắt nguồn từ sườn Bắc dãy núi phía Nam khu mỏ chảy theo hướng Bắc đổ sông Mông Dương gồm suối Vũ Môn, suối Mông Dương, suối lòng hẹp, dốc, có nước chảy quanh năm, mùa khô lưu lượng thay đổi từ 10 đến 100 l/s, mùa mưa lưu lượng đổi từ 100 đến 500l/s, chủ yếu nước mưa cung cấp c Địa hình Địa hình khu mỏ Mông Dương đồi núi thấp, điểm cao địa hình khu trung tâm có độ cao +165m điểm thấp lòng sông Mông Dương Tuy nhiên năm gần đầu lộ vỉa tiến hành khai thác nên làm bề mặt địa hình nhiều chỗ lồi lõm mong khai thác để lại d Hệ thống giao thông vận tải Mỏ than Mông Dương có hệ thống giao thông thuận lợi Dọc phía trung tâm khu thăm dò có đường quốc lộ 18A, sân công nghiệp khu mỏ nằm sát với quốc lộ 18A tuyến đường sắt Cửa Ông- Mông Dương I.1.2 Tình hình dân cư, kinh tế, trị khu mỏ Do địa hình đồi núi xa trung tâm thành phố Cẩm Phả nên dân cư xung quanh mỏ thưa thớt phân bố không thành phần chủ yếu công nhân mỏ, lại cán số gia đình buôn bán nhỏ Nhìn chung kinh tế khu mỏ phát triển ổn định, phồn thịnh đời sống người dân đảm bảo Tình hình an ninh trật tự khu vực tương đối ổn định I.1.3 Điều kiện khí hậu Khu Mông Dương nói riêng, thành phố Cẩm Phả nói chung nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm chia thành mùa rõ rệt + Mùa mưa từ tháng đến tháng 10 + Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Nhiệt độ không khí hàng năm cao vào tháng đến tháng Nhiệt độ thấp vào tháng tháng I.1.4 Quá trình thăm dò khai thác khu mỏ a Lịch sử công tác nghiên cứu địa hình địa chất thăm dò -Năm 1960 -:- 1962 Qua thăm dò sơ tìm 08 vỉa than cho trữ lượng khai thác : Y2 ; Y1 ; I ; II ; H ; G ; K ; L từ lộ vỉa xuống mức – 350 m -Năm 1966.Khoan thăm dò lại tính trừ lượng 08 vỉa than Y (13B) ; Y1 (13A) ; I(12) ; Ha(10a) ; G(9) ; K(8) từ lộ vỉa tới mức – 350 m -Năm 1982 Thành lập báo cáo thăm dò bổ xung tính trừ lượng 08 vỉa than từ vỉa K(8) đến vỉa Y2-13B tới mức – 97,5 -Năm 1995 Thành lập báo cáo địa chất tổng hợp tính trữ lượng khoáng sàng than Mông Dương Trữ lượng tính đến mức -250 cho 08 vỉa than từ vỉa K đến vỉa Y213B -Năm 1996 Tại mỏ than Mông Dương đầu tư 180 lỗ khoan địa chất với khoảng 34.000 mét khoan khối lượng hòa thăm dò 5000 m3 -Từ năm 1997-:-2000 Tại mỏ than Mông Dương đầu tư bổ sung 09 lỗ khoan thăm dò phục vụ cho khai thác mức –250 với tổng chiều dài 1661m khoan b.Công tác kiến thiết khai thác mỏ Công ty than Mông Dương xây dựng từ năm 1965 Theo thiết kế Liên Xô cũ với công suất 900.000 T/năm Được mở vỉa hai giếng đứng trung tâm khoáng sàng -Năm 1982 mỏ thức vào hoạt động với sản lượng 273.000T/năm -Năm 2003 sản lượng đạt 600.000T/năm -Năm 2004 sản lượng đạt 1.000.000T/năm hầm lò đạt700.000T/năm -Năm 2005 sản lượng toàn mỏ 1.300.000T/năm.Trong hầm lò đạt 1.000.000T/năm - Từ năm 2006 Công ty CP Tư vấn Đầu tư mỏ Công nghiệp - Vinacomin lập dự án đầu tư khai thác mỏ Mông Dương giai đoạn đến mức -250m mức -550m cho năm I.2 Điều kiện địa chất I.2.1 Cấu tạo địa chất vùng mỏ a Địa tầng Đặc điểm địa tầng khu mỏ than Mông Dương chủ yếu đá trầm tích vỉa than có giá trị công nghiệp, nằm lớp phủ Đệ tứ, có tuổi T 3n-r thuộc hệ tầng Hòn Gai Địa tầng chứa than khu mỏ than Mông Dương có chiều dày 1.000m Mặt cắt địa tầng bao gồm loại đá trầm tích như: cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết vỉa than xen kẽ Qua kết nghiên cứu địa chất toàn bể than từ trước tới xác định địa tầng trầm tích chứa than thuộc giới Mezozoi - hệ Trias - thống thượng, bậc Nori-Ret, hệ tầng Hòn Gai Tại khu mỏ Mông Dương tồn phân hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg2) b Đứt gãy Khu mỏ Mông Dương tồn nhiều đứt gãy lớn nhỏ Đặc điểm đứt gãy tổng hợp bảng sau: Bảng I.1: Bảng tổng hợp đứt gãy Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt (m) ST T Tên đứt gẫy Tính chất C.rộng đới huỷ hoại (m) F.M.Dương Thuận 150 ÷ 200 180o < 80 ÷ 850 F.AA Thuận 70 ÷ 100 230o < 70 ÷ 750 130 ÷ 160 LK712, XV.97,5 F.DD Thuận 40 ÷ 50 210o < 50 ÷ 600 30 ÷ 50 LK.734, 741, 742 F.EE Thuận 10 ÷ 20 270o < 70 ÷ 750 20 ÷ 80 LK.725 F.FF Thuận 210o < 60 ÷ 750 60 Lò mức 60,62 F.HH Thuận 70o < 65 ÷ 750 80 ÷ 150 LK.15, 740; F.CC Nghịch 75o < 75 ÷ 800 70 ÷ 80 H.255a, 255b, 255c F.GG Nghịch 10 ÷ 15 85o < 75 ÷ 800 15 ÷ 25 LK.707 F.QL Nghịch 25 ÷ 30 320o < 70 ÷ 750 130 ÷ 160 LK.776 10 F.T Nghịch 10 ÷ 15 85o < 75÷ 800 20 ÷ 25 Lò dọc vỉa mức -250m vỉa G.9 c Uốn nếp 70 ÷ 100 Thế nằm mặt trượt Các công trình gặp đứt gẫy LK.4, 7, 8, 10, 13, 14, 17 Phương cấu trúc mỏ than Mông Dương phát triển theo phương Tây -Đông Các lớp đất đá vỉa than có hướng cắm Bắc, đầu lộ vỉa than phần (K8, G9) lộ phía Nam, đầu lộ vỉa than I(12) Y(13) phân bố phía Bắc.Dọc theo phương cấu trúc vỉa than bị uốn nếp phức tạp với trục uốn nếp phát triển theo phương Nam – Bắc Hệ thống uốn nếp có trục phát triển theo phương Nam Bắc yếu tố làm tăng tính phức tạp cấu trúc địa chất mỏ vỉa than, gây khó khăn cho công tác thăm dò khai thác Thực tế khai thác nhiều năm cho thấy,về bình đồ cấu trúc uốn nếp vỉa than biến động không lớn, không làm thay đổi tính chất nếp uốn Những biến động thường xuyên xảy khu vực trục nếp uốn tiếp giáp đứt gãy I.2.2 Cấu tạo vỉa than Kết nghiên cứu địa tầng chứa than công trình thăm dò xác định khu mỏ Mông Dương tồn 22 vỉa than, từ lên vỉa ký hiệu là: V.1; 2c; 2b; 2a; 2; 3c; 3b; 3a; P(3); O(4); N(5); M(6); L(7); K(8); 9a; G(9); H(10); Ha(10a); II(11); I(12); Y1(13a) Y2(13b) Trong đó, có 17 vỉa đạt giá trị công nghiệp là: V.1, V.2, V.3c, V3b, V.3a, V.P(3), O(4), N(5), M(6), L(7), K(8), G(9), H(10), Ha(10a), V.II(11), I(12),Y1(13a) Các vỉa than không tính trữ lượng vỉa 2a, 2b, 2c, Y2(13b) Bảng I.2: Thông số vỉa than mỏ Mông Dương STT Tên vỉa Chiều dày vỉa (m) C.dày toàn vỉa (m) C dày riêng than (m) Đá kẹp Chiều Số lớp dày kẹp đá kẹp (lớp) (m) Y1(13a) 0.22-5.88 1.75(41) 0.22-4.14 1.62 0-1.74 0.13 0-1 12-60 39 I(12) 0.32-17.52 3.15(78) 0.32-15.55 2.88 0-3.9 0.27 0-5 10-60 35 II(11) 0.3-11.42 0.3-11.42 0-7.34 0-3 0-70 Đơn giản Tương đối phức tạp Tương đối phức tạp STT Tên vỉa Chiều dày vỉa (m) Đá kẹp Chiều Số lớp dày kẹp đá kẹp (lớp) (m) Góc dốc vỉa (độ) C.dày toàn vỉa (m) C dày riêng than (m) 3.77(115) 3.43 0.4 31 Cấu tạo vỉa Ha(10a) 0.21-9.15 1.57(78) 0.21-9.15 1.54 0-0.88 0.03 0-2 10-59 32 Đơn giản H(10) 0.38-14.1 2.66(141) 0.38-11.72 2.48 0-3.76 0.18 0-6 5-55 31 G(9) 0.18-13.9 4.3(168) 0.18-13.34 4.12 0-3.37 0.24 0-5 5-55 30 K(8) 0.24-15.74 2.29(140) 0.24-15.74 2.07 0-2.09 0.22 0-3 5-70 31 L(7) 0.43-13.02 3.86(123) 0.43-13.02 3.63 0-1.88 0.23 0-4 5-70 29 M(6) 0.41-9.27 1.67(111) 0.41-8.87 1.61 0-1.41 0.05 0-2 5-58 29 10 N(5) 0.25-6.07 2.05(102) 0.25-5.55 1.94 0-1.05 0.11 0-4 5-60 30 11 O(4) 0.15-4.42 1.88(89) 0.15-4.42 1.81 0-0.69 0.07 0-2 15-60 31 Đơn giản 12 0.26-3.66 1.28(83) 0.26-3.1 1.22 0-0.94 0.06 0-2 10-60 28 Đơn giản 13 3a 0.26-3.63 1.37(64) 0.26-3.63 1.36 0-0.18 0-1 10-70 27 Đơn giản 14 3b 0.12-2.42 0.93(53) 0.12-1.97 0.89 0-0.56 0.04 0-1 10-50 27 Đơn giản 15 3c 0.29-2.17 1.08(44) 0.29-2.17 1.06 0-0.23 0.02 0-1 5-56 26 Đơn giản Rất phức tạp Tương đối phức tạp Tương đối phức tạp Tương đối phức tạp Tương đối phức tạp Tương đối phức tạp STT Tên vỉa Chiều dày vỉa (m) C.dày toàn vỉa (m) C dày riêng than (m) Đá kẹp Chiều Số lớp dày kẹp đá kẹp (lớp) (m) Góc dốc vỉa (độ) 16 0.25-2.16 1.07(39) 0.25-2.16 1.03 0-0.48 0.04 0-2 5-56 26 17 0.13-3.22 1.17(16) 0.13-2.35 0-1.01 0.17 0-3 20-50 28 Cấu tạo vỉa Đơn giản Tương đối phức tạp I.2.3 Phẩm chất than - Than Mông Dương có màu đen, vết vạch màu đen xám, ánh thủy tinh ánh kim loại, vết vỡ vỏ sò, dạng bậc, dạng mắt Than chủ yếu dạng khối đồng nhất, cứng dòn, khe nứt, than dạng dải thường gặp vỉa G(9); - Than Mông Dương biến chất cao, nhãn than antraxit đến bán antraxit, độ tro khô (Ak) trung bình 16,06%, nhiệt lượng khối khô (Qk) trung bình 6900Kcal/kg; - Than khu Mông Dương chia thành 03 loại cụ thể sau: + Than Crible (than củ chọn) có kích thước từ 50mm đến 120mm chiếm tỷ lệ 11% + Than Rrai xedte, độ hạt từ 30mm đến 50mm chiếm tỷ lệ 7% + Than kích thước hạt nhỏ 30mm chiếm 72% - Thành phần nguyên tố than gồm có: + Cacbon: C thay đổi từ 75,40% đến 98,92% , trung bình 91,72% + Hyđrô: H thay đổi từ 1,07% đến 4,22%, trung bình 2,91% + Nitiơ: N thay đổi từ 0,07% đến 1,72%, trung bình 1,06% + Oxy: O thay đổi từ 0,97 đến 6,45%, trung bình 3,11% - Than khu mỏ Mông Dương có hàm lượng cacbon (C) cao, hàm lượng hyđrô (H) Nitơ (N) thấp, thành phần nguyên tố than thuộc loại tương đối ổn định I.2.4 Địa chất thủy văn a Đặc điểm nước mặt Lò xuyên vỉa vận tải -300 Tổng 3,5 820 2000 5740000 239722000 d Bảng chi phí phương án STT Tổng Tên chi phí Chi phí đào lò Chi phí bảo vệ Chi phí vận tải So sánh kinh tế hai phương án TT Tên chi phí Chi phí đào lò Chi phí bảo vệ đường lò Chi phí vận tải Tổng % Thành tiền(đ) 726270000000 10460730000 239722000 7,37 1011 Tên phương án Phương án I Phương án II 730660000000 726270000000 8578500000 10460730000 179900000 239722000 7,39 1011 100,27% 7,37 1011 100% Vậy chi phí phương án cao phương án 0,27 % II.6.6 Kết luận Qua so sánh ta thấy phương án có chi phí ưu điểm vận tải phương án Tuy nhiên, địa hình mỏ Mông Dương phức tạp, có nhiều đứt gãy gây khó khăn cho việc bảo vệ giếng nghiêng, chi phí chênh lệch phương án không lớn, phương án có khả khai thác xuống sâu tốt Vì ta lựa chọn: “Mở vỉa giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng” làm phương án mở vỉa cho khu vực thiết kế” II.7 Thiết kế thi công đào lò mở vỉa II.7.1 Chọn hình dạng tiết diện lò vật liệu chống lò Do đường lò mở vỉa lò chuẩn bị đá có thời gian tồn lâu, chịu áp lực lớn nên chọn tiết diện đường lò xuyên vỉa đá, đường lò dọc vỉa đường lò tâm, đường lò song song chân, họng sáo than chịu áp lực không lớn có thời gian tồn ngắn chọn tiết diện lò hình thang Các đường lò xuyên vỉa, dọc vỉa chống giữ thép hình dạng kích thước khung chống hình vòm - Ở lò xuyên vỉa chống thép SVP 27 - Ở lò dọc vỉa chống thép SVP 17 - Trong đồ án để đơn giản ta tính toán thiết kế cho đường lò tiêu biểu lò xuyên vỉa trung tâm mức -50 II.7.2 Xác định kích thước tiết diện lò Theo sản lượng mỏ 1.500.000 T/ngày đêm, chọn thiết bị vận tải lò xuyên vỉa tàu điện ac quy mã hiệu AM - Có kích thước sau: Rộng :A = 1350 mm Cao = 1500 mm :Htb Cỡ đường ray : 900mm - Chiều rộng đường lò vị trí cao thiết bị vận tải: B = m’ + K.A + C + n’ Trong đó: m: Khoảng cách thiết bị vận tải hông lò mức cao thiết bị vận tải bên phía người lại; m = 0,65m K: Số xe chạy (K=2) A: Chiều rộng thiết bị vận tải ( A = 1,35m) C: Khoảng cách thiết bị vận tải ngược chiều (C = 0,6m) n’: Khoảng cách thiết bị vận tải hông lò mức cao thiết bị - vận tải bên phái có người lại; n’ = n + (1,8 – Htb – Hdx ).tanβ n: Chiều rộng lối cho người lại ( n = 1,4m ) Htb : Chiều cao thiết bị vận tải (Htb = 1,5m) Hdx :Chiều cao tà vẹt đá ba lát làm đường xe; Hdx = Hr + Hd Hr: Chiều cao đường ray (Hr = 0,1m) Hd: Chiều cao đá ba lát làm đường ray (Hd = 0,2m) Hdx = 0,3m β: Góc… (β = 150) n’ = 1,4m Vậy B = 5,35m Chiều rộng đường lò bên khung chống; B’ = B + ( Htb + Hdx – Ht ).tanβ = 5,45m Ht: Chiều cao tường đường lò (Ht = 1,6m) Chiều cao đường lò bên khung chống; H = Ht + B’/2 = 4,325m Tiết diện đường lò bên khung chống; Sc = 20,4 m2 - Chiều rộng đường lò bên khung chống; Bnền = B’ + 2.( Hvì + Hchèn ) Hvì: chiều dày chống SVP 27 ( Hvì = 0,123m) Hchèn: Chiều dày vật liệu chèn lò Với chèn bê tông Hchèn = 0,05m Bnền = 5,796m - Chiều cao đường lò bên khung chống; H’ = H + Hvì + Hchèn = 4,498m - Tiết diện đường lò cần đào; Sđ = 22,46 m2 - Kiểm tra theo điều kiện thông gió: Am q.k V = N 60.µ S c Trong đó: Am : Sản lượng mỏ qua đường lò năm ( Am = 1500000 T/năm) q: Lượng không khí tối thiểu để khai thác than ( q = 1,5 m3) k: Hệ số dự trữ gió (k = 1,2) N: Số ngày làm việc năm ( N = 300 ngày) µ: Hệ số thay đổi tiết diện ( µ = ) Sc : Tiết diện sử dụng đường lò ( Sc = 20,4 m2) V = 7,35 m/s thỏa mãn điều kiện 0,25 ≤ V ≤ Vậy tiết diện đường lò tính toán hợp lí II.7.3 Lập hộ chiếu chống lò H b1 - a c 2a - Áp lực đất đá tác dụng lên lò xác định theo công thức Protodiakonov: Pnóc = 4a γ d ,T/m 3f Trong đó: a : nửa chiều rộng đường lò đào , a = 2,88 m γ d : thể trọng đất đá nóc, γ d =2,66 T/m3 f : hệ số kiên cố đất đá ( f = 7,75 ) 4.2,88 2.2,66 = = 3,8 T/m 3.7,75 Pnóc - Áp lực đất đá tác dụng lên hông lò Theo Ximbarevic: Ph = γd 90° − ϕ H (H + 2b )tg ( ) , T/m 2 Trong đó: H : Chiều cao đường lò, H = 4,498 m : Góc nội ma sát, = arctg7,75 → = 82°38’ b : Chiều cao vòm cân bằng, m b1 = 90° + ϕ 90° + 82°38' ) 2,88 + 4,498 cot g ( ) = = 0,41 m tgϕ tg 82°38' a + H cot g ( Vậy: Ph = 2,66.4,498 90° − 82°38' (4,498+2.0,41)tg ( ) = 0,13 T/m 2 - Áp lực tác dụng lên lò: 90° − ϕ ) Pnền = 90° + ϕ 90° − ϕ tg ( ) − tg ( ) 2 H tg ( H = b + H = 0,41 + 4,498 = 4,908 m Vậy: Pnền = 0,000077 T/m Căn vào áp lực đất đá xung quanh lò, thời gian tồn lò tiết diện đường lò lớn nên ta sử dụng vật liệu chống lò thép SVP27, chèn bê tông - Khoảng cách chống là: L max = [ Pvi ] ,m Pnóc Với [P vi ] khả chịu tải chống linh hoạt, hình vòm làm từ thép SVP27 [P vi ] = 3,25 T/vì L max = 3,25 = 0,86 m/vì 3,8 Để đảm an toàn, ta chọn khoảng cách chống L = 0,8 m Hộ chiếu chống lò II.7.4 Lập hộ chiếu khoan nổ mìn - Chọn thiết bị khoan: Với đất đá có độ cứng trung bình f = 7,75 ta chon xe khoan CMJ Trung Quốc sản xuất - Mỏ Mông Dương thuộc mỏ loại II khí bụi ( -35 ÷ -350) nên ta chọn loại thuốc nổ an toàn có sức công phá mạnh AH-1 Đặc tính thuốc nổ AH-1 thể bảng sau: Bảng II.3: Đặc tính thuốc nổ AH-1 TT - Các tiêu Đơn vị Giá trị g/cm3 0,95÷1,1 Mật độ thuốc nổ Khả sinh công cm3 250 ÷260 Sức công phá (min) mm 10 Khoảng cách truyền nổ cm 5 Khối lượng g/thỏi 200 Chiều dài m 0,2 Đường kính thỏi thuốc mm 36 Với đường kính thỏi thuốc 36mm nên ta chọn đường kính lỗ khoan là: d = 40mm - Phương tiện nổ: Sử dụng kíp nổ vi sai an toàn máy nổ mìn BMK1-100M có điện trở ≥200Ω tương đương Tính tiêu thuốc nổ - Theo giáo sư Prôtôđiacônôp: C (kg/m3) q = 0,4.m.e 0,2 f + S Các thông số tính cho đường lò xuyên vỉa, đường lò khác tính tương tự f - Độ kiên cố đá, f = 7,75 m - Hệ số tính đến mặt phẳng tự do, C = S - Tiết diện gương lò đào, S = 22,46 m2 e = 525/P - Hệ số công nổ thuốc P- khả công nổ thuốc P = 260 ⇒ e = 525/260 = 2 Thay số q = 0,4 0,2.7,75 + = 1,7 (kg/m3) 22,46 Chiều sâu lỗ khoan Chiều sâu lỗ khoan thiết kế cho sau chu kỳ lắp chống số nguyên khung chống - Nhóm lỗ khoan phá: khoan vuông góc với gương lò chiều sâu lỗ khoan xác định theo công thức : Lk = Ltd η (m) Trong : Ltd : Tiến độ chu kỳ đào lò, Ltd = 1,6m; η : Hệ số sử dụng lỗ mìn,η = 0,85 ; 1,6 Lk = = 1,88 (m) 0,85 - Với nhóm lỗ tạo rạch: Các lỗ tạo rạch khoan nghiêng 85 o so với mặt phẳng gương lò khoan sâu thêm lỗ khoan khác 0,2 m Lk + 0,2 = 2,08 ( m) sin 85 o - Các lỗ khoan tạo biên: lỗ biên khoan nghiêng 850 so với gương lò: Lr = Lb = Lk 1,88 = = 1,89 (m) sin 85 o sin 85 o - Các lỗ khoan phá khoan vuông góc với mặt phẳng gương lò có chiều dài: Lp = 1,88m Số lỗ mìn gương N= 1,27.q.S , lỗ ∆.d k n q - Chỉ tiêu thuốc nổ, q = 1,7 kg/m3 S - Diện tích gương lò, S = 22,46 m2 ∆ - Mật độ thỏi thuốc, ∆ = 1100 kg/m3 k - Hệ số nạp mìn, k = 0,5 d - Đường kính thỏi thuốc, d = 0,036 m ⇒ N = 68 (lỗ) Ngoài công tác đào rãnh nước thực khoan nổ mìn đất đá có độ cứng lớn, nên tổng số lỗ mìn gương N = 69 lỗ Tính chi phí thuốc nổ lí thuyết cho chu kỳ đào lò Q = q.S.Lck , kg q - Chỉ tiêu thuốc nổ, q = 1,7 kg/m3 S - Diện tích gương lò, S = 22,46 m2 Lck - Khoảng dịch chuyển gương lò sau chu kỳ, Lck = 1,6 m ⇒ Q = 1,7 22,46 1,6 = 61,1 kg 5.Tính lượng thuốc nổ cho loại lỗ khoan - Lượng thuốc nổ trung bình cho lỗ khoan qtb = = 0,9 kg/lỗ - Lượng thuốc nổ cho lỗ khoan tạo rạch: qr = 1,2.qtb = 1,2 0,9 = 1,08 kg/lỗ Vì thuốc nổ AH-1 làm dạng thỏi chia tối đa thỏi thuốc với khối lượng thỏi 200g nên chia tối đa thỏi thành với khối lượng 100g Do khối lượng thuốc nổ lỗ khoan tạo rạch qr = 1,1 kg - Lượng thuốc cho lỗ khoan phá biên nền: qp = qtb = 0,9 kg/lỗ => chọn qp = 0,9 kg/lỗ - Lượng thuốc cho lỗ khoan tạo biên trên: qb =0,8 qtb = 0,8 0,9 = 0,72 kg/lỗ => chọn qb = 0,7 kg/lỗ Các lỗ mìn gương bố trí thành nhóm - Nhóm lỗ mìn đột phá: N dp = lỗ - Nhóm lỗ mìn phá: N p =27 lỗ - Nhóm lỗ mìn biên: Lỗ mìn biên nền: Nbn = 11 lỗ Lỗ mìn biên trên: Nbt = 25 lỗ - Nhóm đào rãnh nước: Nn = lỗ ; Qn = 0,7 kg/lỗ Vậy lượng thuốc nổ thực tế chu kỳ đào lò Q tt = 57,9 (kg) Hộ chiếu khoan nổ mìn lò xuyên vỉa II.7.5 Khối lượng công việc Công tác thông gió - Áp dụng phương pháp thông gió đẩy, sơ đồ thông gió đẩy sơ chọn ống gió vải cao su có đường kính ống 600 mm Sơ đồ thông gió đẩy: - Tính toán lượng không khí cần để thông gió: + Theo lượng thuốc nổ đồng thời lớn nhất: 2,25 A.V ϕ b Qtn = t P2 , m3/phút (*) Trong đó: b: Lượng khí độc sinh nổ kg thuốc nổ, b = 40 lít/kg t: Thời gian thông gió tích cực t = 30 phút A: Lượng thuốc nổ đồng thời lớn A = 57,9 kg ϕ : Hệ số hấp thụ khí độc đất đá, ϕ = 0,6 P: Hệ số kể đến rò gió, chọn P = 1,1 V: Thể tích đường lò cần thông gió, V= S d.l Ở chiều dài đường lò lớn (1199 m) nên V > Vgh = 12,5 A.b.Kt=12,5 57,9 40 1,2= 34140 m Do công thức (*) ta dùng Vgh (Kt- Hệ số khuếch tán rối, Kt = 1,2) Thay giá trị vào ta có: Qtn = 822 m3/phút + Theo yếu tố bụi: Qb = 60.Sd.vtư (m3/phút) vtư: Vận tốc gió tối ưu theo yếu tố bụi, vtư = 0,5 ÷ 0,7 m/s Chọn vtư= 0,5 m/s Vậy Qb = 60 22,46 0,5 = 673 m3/phút Vậy Qyc = 822 m3/phút lượng gió cần thiết để thông gió cho lò chuẩn bị Kiểm tra điều kiện thông gió: V= = 36,6 m/phút = 0,61 m/s Theo điều kiện Vmin < V < Vmax > 0,25 < 0,61 < 8,0 m/s Vậy tốc độ gió đảm bảo điều kiện thông gió Dựa vào tính toán đồ án định chọn quạt CbM- 8M thông gió cho lò chuẩn bị, có đặc tính kỹ thuật: - Đường kính công tác: - Tốc độ vòng quay: 960 mm 2980 vòng/phút - Tốc độ vòng: 93 m/s - Năng suất: 650-1150 m3/phút - Hạ áp quạt: 150 – 360 kg/cm2 - Hệ số hữu ích: 0,73 - Kích thước quạt: dài x rộng x cao = 1514 x 960 x 950 mm Công tác xúc bốc vận tải a Khối lượng xúc bốc chu kỳ Vck = Sđ.Lck.k, m3 k - Hệ số nở rời đá, k = 1,4 Lck: Độ dịch chuyển gương lò sau chu kỳ Lck = 1,6 m Sđ: Diện tích gương lò , Sd = 22,46 m2 ⇒ Vck = 22,46 1,6 1,4 = 50,31 (m3) Dựa vào khối lượng đất đá cần xúc bốc, khả điều kiện làm việc thiết bị đồ án chọn xúc bốc đất đá thủ công Khoan lỗ mìn V k = N dp l dp + N p l p + N b l b , m Trong đó: l dp :Chiều dài lỗ khoan đột phá, l dp = 2,08 m l p : Chiều dài lỗ khoan phá, l p =1,88 m l b : Chiều dài lỗ khoan biên, l b =1,89 m Vậy: V k =5 2,08 + 1,88 27 + 37 1,89 = 131,1 m Chống lò Thứ tự thực công việc sau: Sau nổ mìn thông gió kết thúc, bắt đầu công việc chống lò cách dựng dầm công xôn đỡ xà, lên xà, tải đá dựng bên cột chống Chống lò thép SVP-27, khoảng cách chống 0,8m, chu kỳ chống Công việc khác Gồm có: Đào rãnh nước, đặt đường ray, nối ống gió II.7.6 Biểu đồ tổ chức chu kì - Số người cần thiết cho công việc Ni = Vi , người Hi Trong đó: V i - Khối lượng công việc thứ i H i - Định mức lao động công việc i Số người cần thiết hoàn thành công việc chu kỳ đào lò thể bảng sau BẢNG TÍNH SỐ NGƯỜI HOÀN THÀNH CÔNG VIỆC TT Tên công việc Đơn vị Khối lượng công việc Định mức Số người cần thiết Khoan lỗ mìn m 131,1 60 2,18 Nạp, nổ mìn Lỗ 69 40 1,725 Xúc bốc, vận tải m3 50,31 12 4,2 Chống lò 0,6 3,33 Vận chuyển vật liệu - 16 5,3 Củng cố lò m 4 Công việc khác m 4,8 1,6 Tổng - Thành lập đội thợ: 22,34 Căn vào số công cần thiết cho chu kỳ đào lò ta thành lập đội thợ toàn gồm 22 người Mọi người ca hỗ trợ hoàn thành việc tốt hai ca hoàn thành chu kỳ - Hệ số vượt mức: Kvm = 22,34 = 1,02 22 - Thời gian hoàn thành công việc chu kỳ đào lò xác định theo công thức: Ti = N i Tca α , N tt K vm Trong đó: Ntt - Số người thực tế làm công việc thứ i T ca - Thời gian làm công việc ca, T ca = 8h - Hệ số sử dụng thời gian : α = 0,875 Thời gian hoàn thành công việc chu kỳ đào lò thể bảng sau: TT Tên công việc Khoan lỗ mìn Nạp nổ Thông gió Xúc bốc đất đá Dựng chống Vận chuyển vật liệu Củng cố lò Công tác khác αi Ni (người) 0,875 0,875 0,875 0,875 0,875 0,875 0,875 2,18 1,725 4,2 3,33 5,3 1,6 K vm 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 Ntt (người) 4 22 22 11 Ti (h) 3,5 1,5 0,5 3,5 5 BẢNG II.5: BẢNG CHỈ TIÊU KINH TẾ – KỸ THUẬT ĐÀO LÒ CHUẨN BỊ TT 10 11 12 13 14 15 Tên tiêu Diện tích đào Diện tích sử dụng Vật liệu chống Máy khoan Số lượng máy khoan Số lỗ khoan gương Chiều dài trung bình lỗ khoan Số lượng kíp vi sai Loại thuốc nổ Lượng thuốc nổ chu kỳ Tiến độ đào lò chu kỳ Số mét khoan chu kỳ Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị Lượng thuốc nổ trung bình cho lỗ khoan Loại quạt sử dụng Đơn vị m2 m2 lỗ m kg m m kg/m3 kg/lỗ - Giá trị 22,46 20,4 Thép SVP27 CMJ 69 1,88 69 AH1 57,9 1,6 131,1 1,7 0,9 CbM- 8M 2(1 dự phòng) 16 Số lượng quạt 17 Số lương máy xúc bốc 18 Thời gian hoàn thành chu kỳ ca 19 Số người ca người 11 II.8- Kết luận Sau tìm hiểu điều kiện địa chất khu mỏ Mông Dương, ta thấy khu mỏ có điều kiện địa chất phức tạp, có nhiều đứt gãy Do trình xây dựng thi công công trình phục vụ khai thác ta cần tìm biện pháp tốt đào lò qua phay, vùng có nước ngầm, khí Sau so sánh mặt kỹ thuật, kinh tế đồ án rút kết luận chọn phương án mở vỉa hợp lý phương án “ Mở vỉa cặp giếng đứng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng”