Đang tải... (xem toàn văn)
Tham gia thực hiện đồ án gồm các sinh viên: STT Họ và tên MSSV Lớp 1. Lê Như Mỹ ( Nhóm trưởng) 1021040181 Khai thác AK55 2. Nguyễn Văn Quân 1021040220 Khai thác AK55 3. Phạm Phú Dự 1021030031 Khai thác AK55 4. Nguyễn Văn Phương 1021020203 Khai thác AK55 5. Lại Văn Sĩ 1021040237 Khai thác AK55 6. Akhom Sailat 1021040411 Khai thác AK55 7. Nguyễn Trọng Sơn 1021040237 Khai thác AK55 8. Trần Văn Riễn 1021040227 Khai thác AK55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN MỤC LỤC DANH MỤC TRANG Mở đầu 2 Chương 1: Xác định biên giới mỏ lộ thiên 5 Chương 2: Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàn 14 Chương 3: Thiết kế hệ thống khai thác mỏ 27 Chương 4: Xác định sản lượng mỏ 37 Chương 5: Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ 48 Kết luận 70 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 2 MỞ ĐẦU Hiện nay nghành công nghiệp khai thác khoáng sản ở nước ta đang được phát triển và nâng cấp có tính quy mô hơn và lợi ích kinh tế hơn. Khai thác than là nghành công nghiệp chủ đạo trong công cuộc khai thác khoáng sản ở nước ta hiện nay. Khoáng sản than đang được khai thác trên cả hai phương án là khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò. Đối với những mỏ có vỉa nằm sâu trong lòng đất, chiều dày lớp đất đá phủ lớn so với chiều dày vỉa quặng thì áp dụng phương pháp khai thác hầm lò mới đem lại lợi ích kinh tế. Còn những mỏ có vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp đất đá phủ không lớn, hoặc vỉa có chiều dày lớn thì áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên là đem lại hiệu quả kinh tế nhất. Tuy nhiên khoáng sản than khai thác ngày càng mai một, để tận thu tối đa khoáng sản tránh lãng phí trong khi khai thác cần tính toán công nghệ khai thác, hệ thống khai thác và cơ sở tính toán thiết kế khai thác mỏ phù hợp, có cơ sở khoa học. Trong chương trình môn học Cơ sở thiết kế mỏ lộ thiên được đào tạo tại Trường Đại học Mỏ địa chất do TS. Lê Thị Thu Hoa giảng dậy. Nhóm sinh viên chúng em đã được cô truyền đạt, phân tích, giảng dậy hướng dẫn thiết kế mỏ lộ thiên. Để có một tổng thể kiến thức chuyên môn tốt nhất, sát thực tế nhất cho sinh viên, chúng em đã được cô giao cho một đề tài về thiết kế khai thác vỉa than bằng phương pháp lộ thiên. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 3 Với nội dung của đề tài như sau: I - Cho vỉa than có điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật nhƣ sau 1.Điều kiện tự nhiên: -Vỉa quy cách,có chiều dày và góc cắm không thay đổi, chiều dài theo phương L=1200m: - Chiều dày nằm ngang của vỉa M=30m; - Góc cắm của vỉa 45 o ; - Chiều dày lớp đất đá phủ h o = 10m; - Góc ổn định trong đất đá của mỏ là 35˚; - Đất đá có độ cứng f = 9 ÷ 10, than có độ cứng f= 3 ÷ 4; 2.Điều kiện kinh tế-kỹ thuật: - Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đất đá, a = 60 000 đ; - Chi phí bóc 1 m 3 đất đá, b = 50 000 đ; - Giá bán 1 tấn than thương phẩm C o = 850 000 đ; - Giá thành vận chuyển than nguyên khai về nhà máy tuyển C v = 100 000 đ; - Giá thành tuyển 1 tấn than nguyên khai thành than thương phẩm C t = 200 000 đ; - Khoảng cách trung bình vận chuyển đất đá là 2500m,than là 1500m. - Mỏ sử dụng máy khoan CБШ-250MH để khoan lỗ mìn; xúc đất đá bằng máy xúc tay gầu ЭҚҐ-5A; xúc than bằng MXTLGN PC750; vận tải đất đá và than bằng ô tô БeлAЗ-7522. II - Nội dung thiết kế: - Xác định biên giới mỏ; - Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng; - Thiết kế HTKT mỏ; - Xác định sản lượng mỏ ( A q , A đ ); - Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 4 Tham gia thực hiện đồ án gồm các sinh viên: STT Họ và tên MSSV Lớp 1. Lê Như Mỹ ( Nhóm trưởng) 1021040181 Khai thác A-K55 2. Nguyễn Văn Quân 1021040220 Khai thác A-K55 3. Phạm Phú Dự 1021030031 Khai thác A-K55 4. Nguyễn Văn Phương 1021020203 Khai thác A-K55 5. Lại Văn Sĩ 1021040237 Khai thác A-K55 6. Akhom Sailat 1021040411 Khai thác A-K55 7. Nguyễn Trọng Sơn 1021040237 Khai thác A-K55 8. Trần Văn Riễn 1021040227 Khai thác A-K55 Bằng tất cả sự cố gắng, các thành viên trong nhóm đã đem hết sức mình để hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên do thời gian có hạn, kinh nghiệm cho công tác thiết kế chưa có. Do vậy bản đồ án còn nhiều hạn chế. Kính mong được cô giúp đỡ để nhóm em ngày một hoàn thiện. Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Giảng viên Lê Thị Thu Hoa đã giúp nhóm em hoàn thành đồ án này! TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 5 CHƢƠNG 1: XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN Biên giới mỏ lộ thiên được quy định bởi bờ mỏ và chiều sâu khai thác với các vỉa có khoáng sản nằm sâu trong lòng đất. Việc xác định mỏ lộ thiên sẽ đem lại hiệu quả cho mỏ lộ thiên trong quá trình khai thác đảm bảo tân thu đến mức tối đa trữ lượng khoáng sản trong lòng đất và sử dụng có hiệu quả vốn đầu tư ban đầu. Nội dung của chương này gồm việc xác định độ sâu khai thác, biên giới phía trên mặt đất và biên giới đáy mỏ. Trình bày cách tính toán trữ lượng và khối lượng đất đá bóc trong biên giới và trữ lượng khoáng sản có ích trong biên. 1.1 Lựa chọn các thông số Lựa chọn thông số góc nghiêng bờ dừng phía vách và góc nghiêng bờ dừng phía trụ ( , ) cũng là vấn đề quyết định quan trong đến hiệu quả của mỏ lộ thiên. Việc xác định các thông số , dựa trên cơ sở của các tính chất cơ lý của đất đá, cấu tạo địa chất và địa chất thuỷ văn. Khi ta chọn góc và nhỏ thì hệ số bóc của mỏ lộ thiên tăng lên, khi chọn lớn quá thì bờ mỏ kém ổn định dẫn đến trượt lở bờ. Trong đồ án có góc ổn định của đất đá là nên ta sẽ lựa chọn góc nghiêng bờ dừng phía vách và góc nghiêng bờ dừng phía trụ Hình 1.1. Mặt cắt và các thông số của vỉa Hc TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 6 1.2 Xác định hệ số bóc giới hạn của mỏ Hệ số bóc giới hạn của mỏ lộ thiên (hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý) là khối lượng đất đá phải bóc lớn nhất để thu hồi một đơn vị khối lượng quặng với giá thành bằng với giá thành cho phép. Vì tại đây không có mỏ hầm lò hoạt động đồng thời nên hệ số bóc giới hạn sẽ được tính theo công thức: (I) Trong đó: – giá bán một tấn than thương phẩm = 850 000 đ a – chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đá; a = 60 000đ b – chi phí bóc 1 đất đá b = 50 000đ – giá thành vận tải than nguyên khai về nhà máy tuyển; 100 000đ – giá thành tuyển một tấn than nguyên khai thành than thương phẩm; = 200 000 Thay số vào (I) ta được: Theo nghiên cứu địa chất, than có trọng lượng riêng = 1,4 t/m 3 1.3 Chọn nguyên tắc xác đinh biên giới mỏ Biên giới mỏ lộ thiên bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên như: chiều dày, độ dốc vỉa, chất lượng và loại khoáng sản hữu ích, điều kiện địa hình, chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá vây quanh và các yếu tố kinh tế, kỹ thuật như: giá trị quặng, các chỉ tiêu kinh tế trong dây chuyền công nghệ khai thác, vốn đầu tư xây dựng cơ bản, tác động của yếu tố thời gian và tiến bộ kỹ thuật, sản lượng mỏ, Việc xác định không hợp lý biên giới mỏ lộ thiên sẽ mang lại những hậu quả xấu cho quá trình hoạt động kinh tế của xí nghiệp mỏ. Khi đánh giá hiệu quả kinh tế của phương án biên giới mỏ lộ thiên người ta thường căn cứ vào chỉ tiêu hệ số bóc đất đá và trị số giới hạn của TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 7 nó để làm nguyên tắc so sánh. Tuỳ theo điều kiện cụ thể của khoáng sàng, phương pháp khai thác và quan điểm khoa học khác nhau mà người ta dùng hệ số bóc đất đá trung bình, biên giới, thời gian hay sản xuất làm chỉ tiêu so sánh với hệ số bóc giới hạn. Những quan điểm đánh giá có thể tóm tắt trong các nguyên tắc sau : K gh K bg (K gh K bg + K o ) K bg - hệ số bóc đất đá biên giới, m 3 /m 3 K o - Hệ số bóc đất đá ban đầu, K gh K tb K tb - hệ số bóc đất đá trung bình, m 3 /m 3 . K gh K t (K gh ≥ K tmax + K đ + K o ) K t - hệ số bóc thời gian, m 3 /m 3 . K gh K sx (K gh ≥ K sx +K đ ). K sx - hệ số bóc đất đá sản xuất trung bình, m 3 /m 3 . K đ - hệ số bóc đất đá đầu mỏ, m 3 /m 3 . bggh tbgh K K K K tgh bggh tbgh K K K K K K Khi lựa chọn nguyên tắc xác để xác định biên giới mỏ phải xuất phát từ hai yêu cầu: - Tổng chi phí khai thác khoáng sàng là nhỏ nhất ( lãi tối đa ) - Giá thành sản phẩm trong một giai đoạn sản xuất phải nhỏ hơn hay tối đa bàng giá thành cho phép. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 8 Đối những vỉa có góc cắm ổn định = 35 và có chiều dày lớp đất phủ không lớn h o =10m và bề mặt bằng phẳng. Vỉa lại có chiều dài theo đường phương lớn vì: Trong đó: L: chiều dài của vỉa theo đường phương; L = 1200m M: chiều dày nằm ngang của vỉa; M = 30m : góc nghiêng bờ dừng phía vách, trụ và ở 2 đầu mỏ f : sai số cho phép khi tính hệ số bóc trung bình; f = 0,15 0,20 chọn f = 0,15 : hệ số bóc giới hạn; = 13,72 m 3 /m 3 Thay số ta có: 40 > = 32,88 Như vậy vỉa này là vỉa đơn giản nên ta chọn nguyên tắc để xác định biên giới của mỏ. 1.4 Xác định chiều sâu khai thác cuối cùng H c theo nguyên tắc Dựa vào phương pháp đồ thị: Đất đá mỏ có độ cứng f = 9 10 nên để xúc bốc được ta phải làm tơi sơ bộ bằng khoan nổ mìn. Mỏ sử dụng máy xúc tay gầu ЭKҐ-5A để xúc đất đá sau khi nổ mìn, theo thông số của máy xúc tay gầu ЭKҐ-5A thì chiều cao xúc lớn nhất = 10,0m. Theo điều kiện an toàn cho thiết bị xúc bốc thì chiều cao tầng được tính như sau: h ≤ 1,5 = 1,5.10 = 15m TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 9 Như chiều cao tầng đã tính toán thì lựa chọn chiều cao tầng h=15m là hợp lý và an toàn cho thiết bị xúc bốc. Kẻ những đường thẳng song song nằm ngang với khoảng cách bằng với chiều cao tầng vừa tính thì h =15 m. Từ giao điểm của đường song song nằm ngang với vách và trụ vỉa kẻ các đường xiên góc biểu thị bờ dừng của vỉa cho tới khi gặp mặt đất với và Hình 1.2. Mặt cắt dọc của phương pháp lựa chọn biên giới mỏ. Bằng cách đo trực tiếp trên hình (bằng phần mềm AutoCAD) các diện tích biểu thị ∆V i và ∆Q i ta có: Bảng tính hệ số bóc biên giới mỏ TT Độ sâu khai thác (m) ∆V i (m 2 ) ∆Q i (m 2 ) (m 3 /m 3 ) 1 -10 442,8 0 0 2 -25 749,7 450 1,6 3 -40 1371,7 450 3,0 4 -55 2055,8 450 4,5 5 -70 2677,7 450 5,9 6 -85 3320,4 450 7,3 7 -100 3963,1 450 8,8 8 -115 4605,7 450 10,2 9 -130 5223,4 450 11,6 10 -145 5916,1 450 13,1 11 -160 6725,6 450 14,9 Bảng 1.1 Hệ số bóc biên giới mỏ theo từng tầng. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 10 Ta có đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác: Hình 1.3. Đồ thị quan hệ giữa hệ số bóc đất đá và chiều sâu khai thác Từ đồ thị trên ta thấy khi chiều sâu khai thác đạt -150m. Vì máy xúc có thể xúc linh hoạt ở tầng 10 bằng cách múc thêm than xuống thêm 5m mà không cần xây dựng mặt bằng tầng mới. Vậy chiều sâu khai thác cuối cùng của mỏ H c = -145m. [...]... Chiều dài của mỏ Do góc ổn định của đất đá ôđ=350 nên ta lấy góc dc đầu mỏ =350 - Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất : l =Hc.cotg = 145.cotg350 = 207(m) - Chiều dài mỏ phía trên mt t là : Lm = L +2.l =1200 + 2.207 =1614 (m) Trong đó : L : Chiều dài theo ph-ơng của vỉa quặng 1200 (m) 1.5.2 Chiều rộng biên giới mỏ phía trên mặt đất Từ đồ thị ta xác định đ-ợc chiều sâu cuối cùng của mỏ là H c =145... trong khong 800 1500m Chiu di lung xỳc l chiu di tuyn do mt mỏy xỳc m nhim xỳc búc Chiu di lung xỳc ph thuc vo nng sut lm vic ca mỏy xỳc, hỡnh thc vn chuyn trờn tng Chiu di lung xỳc xỏc nh theo iu kin m bo khi lng t ỏ n mỡn cho mỏy xỳc lm vic trong thi hn quy nh v d tr cn thit, tớnh theo cụng thc: Trong ú: t: s gi lm vic trong ngy ờm ca mỏy xỳc, t = 24h T: s ngy cn thit xỳc ht ng ỏ n mỡn, T = 14... d ca mỏy xỳc Vỡ ta s dng mỏy xỳc tay gu -5A xỳc t ỏ sau khi n mỡn nờn: a = 0,8.( 9,04 + 11,8) = 16,7 m : T s gia ng khỏng chõn tng v chiu cao tng : T s gia khong cỏch hng mỡn v ng khỏng chõn tng : h s n ri ca t ỏ n mỡn, : gúc nghiờng sn tng, : gúc t nhiờn ca t ỏ; Vy ( ) ( ) Theo iu kin m bo an ton cho thit b xỳc bc: Khi xỳc bc trong t ỏ cng: : chiu cao xỳc ln nht ca mỏy xỳc, Ta s dng mỏy xỳc... khi a m vo hot ng cỏc thụng s trong bn thit k phự hp vi cỏc thụng s ca cỏc thit b lm vic trờn m Do ú ta chn mt s thit b ng b a vo hot ng trờn m nh: Mỏy khoan, loi thuc n , mỏy xỳc, mỏy i ,ụtụ kốm theo cỏc thụng s lm vic ca chỳng Thụng s ca cỏc loi mỏy c cp trong phn riờng Ch lm vic trong nm l 300 ngy, mi ngy lm vic 3 ca v mi ca lm vic 8 gi Nhúm: 04 13 TRNG I HC M- A CHT Lp Khai thỏc A- K55 N... định đ-ợc chiều sâu cuối cùng của mỏ là H c =145 m Với chiều sâu Hc trên ta biểu diễn trên mặt cắt đặc tr-ng để xác định biên giới phía trên mặt mỏ Từ mặt cắt ngang đặc tr-ng ta xác định đ-ợc biên giới phía trên mặt đất AB: AB =Hc( cotgv + cotgt ) + M Thay số vào: AB = 145.(cotg35o + cotg35o) +30 = 444 (m) * Ta cng cú th xỏc nh biờn gii trờn mt t ca m bng Autocad Da vo mt ct va v mt ct khi xỏc nh chiu... nghiờng sn tng, 0,6 Vy gúc nghiờng b dng Gúc nghiờng b cụng tỏc ( ) ch yu ph thuc vo phng phỏp khia thỏc ca m Gúc nghiờng b cụng tỏc phi m bo sao cho cỏc tng trờn b m cú chiu rng thit b khai thỏc (mỏy khoan, mỏy xỳc, ụ tụ hoc tu ha) hot ng c d dng Khi thit k, tr s gúc nghiờng b cụng tỏc trờn tt c cỏc tng tớnh theo biu thc: Trong ú: n: s tng trờn b m, n = 10 h: chiu cao tng, h = 15m : gúc nghiờng sn... nghiờng sn tng, : gúc t nhiờn ca t ỏ; Vy ( ) ( ) Theo iu kin m bo an ton cho thit b xỳc bc: Khi xỳc bc trong t ỏ cng: : chiu cao xỳc ln nht ca mỏy xỳc, Ta s dng mỏy xỳc tay gu -5A, chiu cao xỳc ln nht ca mỏy xỳc ny l 10m => h 1,5.10 = 15m Nhúm: 04 28 TRNG I HC M- A CHT Lp Khai thỏc A- K55 N MễN HC QTCN V TK M L THIấN Vy t hiu qu kinh t v an ton khi sn xut ta chn chiu cao tng l 15m i vi nhng tng khai... M- A CHT Lp Khai thỏc A- K55 N MễN HC QTCN V TK M L THIấN khonh khai thỏc, chiu rng gii vn chuyn, khong cỏch t thit b ph v ai an ton Chiu rng mt tng cụng tỏc khi s dng phng phỏp n mỡn lm ti t ỏ v dựng mỏy xỳc xỳc bc cho ụ tụ: ( ) Trong ú: A: chiu rng khonh khai thỏc X: khong cỏch t ng ỏ n mỡn n mộp tng, : chiu rng ng ỏ n mỡn, m Theo V.V Rjepxki: Bd = Kv Kn K h + (n-1).b Trong ú: - Kv: H s k n... TRNG I HC M- A CHT Lp Khai thỏc A- K55 N MễN HC QTCN V TK M L THIấN Chiu di tuyn cụng tỏc ph thuc vo hỡnh dng kớch thc khai thỏc v b nh hng ca cỏc yu t k thut nh sn lng m, chiu di lung xỳc, nng xut ca mỏy xỳc, iu kin hot ng ca cỏc thit b vn chuyn Chiu di ca tuyn cụng tỏc c gi l hp lý trong nhng iu kin t nhiờn v k thut c th khi nú m bo sn lng k hoch ca m, tc phỏt trin bỡnh thng ca tuyn cụng tỏc v chi... K55 N MễN HC QTCN V TK M L THIấN Trong ú : v - Tc ca xe ụ tụ trờn ng m, v = 20 km/h n - S ln xe chy, n = 2 K - H s tớnh n mc chy khụng ng u k = 0,6 Lo- Khong cỏch an ton khi 2 xe chy cỏch nhau theo quy phm an ton: Lo = 50 m Thay cỏc giỏ tr tớnh toỏn ta cú: N 1000.20.2.0,6 = 480; xe/gi 50 Mi ca m bo thi gian lm vic l 8 gi nng lc thụng qua ca tuyn theo ca l 480.8 = 3840 xe/ca Trong iu kin m sn xut . ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 5 CHƢƠNG 1: XÁC ĐỊNH BIÊN GIỚI MỎ LỘ THIÊN Biên giới mỏ lộ thiên được quy định bởi bờ mỏ và. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ TK MỎ LỘ THIÊN Lớp Khai thác A- K55 Nhóm: 04 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTCN VÀ THIẾT KẾ MỎ LỘ THIÊN MỤC LỤC DANH MỤC TRANG. biên giới mỏ; - Thiết kế mở vỉa cho khoáng sàng; - Thiết kế HTKT mỏ; - Xác định sản lượng mỏ ( A q , A đ ); - Tính toán số lượng thiết bị sử dụng trong mỏ. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT