Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học năm thứ 4 môn hoc thiết kế mỏ hầm lò. Khá là chi tiết :)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Sinh viên thực hiện đồ án: Lê Như Mỹ ( Nhóm trưởng) Nguyễn Trọng Sơn Nguyễn Văn Quân Phạm Phú Dự Nguyễn Sơn Tùng Trần Sơn Nguyễn Quang Dũng Vũ Văn Huấn Hoàng Công Phú Đoàn Văn Vịnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 LỜI MỞ ĐẦU Công nghiệp khai thác khoáng sản là ngành rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, trình độ kỹ thuật và các chỉ tiêu kỹ thuật của nó ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của ngành khai thác. Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước ngành khai khoáng đang bước vào một giai đoạn mới phát triển cả về quy mô và trình độ công nghệ khai thác. Thiết kế mỏ quyết định đến quy mô sản xuất trình độ trang bị kỹ thuật, mức độ tiên tiến của các sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ. Nó quyết định đến vốn đầu tư hợp lý, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường. Vì vậy thiết kế mỏ mang một ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển ngành công nghiệp mỏ của nước ta. Trên cơ sở kiến thức đã học của các môn học của chuyên ngành khai thác hầm lò. Nhóm em đã hoàn thành bản đồ án môn học Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ hầm lò, với nội dung sau: Chương I : Đặc điểm và điều kiện địa chất mỏ. Chương II : Mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ. Chương III : Hệ thống khai thác. Cả nhóm đã rất lỗ lực tìm hiểu và đóng góp ý kiến nhưng do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của thầy giáo hướng dẫn cùng các bạn để bản đò án này được hoàn thiện. Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Lê Như Hùng đã hướng dẫn nhóm em hoàn thành bản đồ án này! TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Thiết kế mở vỉa và khai thác cho mỏ than có điều kiện như sau: m m m Chiều dày các vỉa than : m 1 = 6,6 m ; m 2 = 6,5 m; m 3 = 6,3 m. Góc dốc các vỉa than: α 1 = 30˚ ; α 2 = 28˚ ; α 3 =27˚ Trọng lượng thể tích của than: γ =1,5 tấn/m 3 Chiều dài theo phương của ruộng mỏ: S = 3.300m Hệ số kiên cố của đá vách trực tiếp: f 1 =4; chiều dày: h 1 =8 m. Hệ số kiên cố của đá vách cơ bản: f 2 =6; chiều dày: h 2 =10m. Các điều kiện khác xem hình vẽ. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ I.1 Điều kiện tự nhiên. I.1.1 Vị trí địa lý và địa hình khu mỏ: Khu mỏ có địa hình tương đối ổn bằng phẳng và ổn định . Mỏ có các vỉa phân bố từ +300m đến -200m. Chiều sâu từ mặt đất cho tới khi gặp vỉa than là 60m. Với địa hình trên thì ta thấy thuận lợi cho việc bố trí sân công nghiệp mỏ. Sân công nghiệp mỏ bao gồm : khối giếng chính, giếng phụ, khối nhà sàng tuyển, khu vực hành chính - kỹ thuật - điều hành, khu vực kho gỗ và sản xuất vì chống, trạm điện, trạm quạt gió chính, kho chứa than, hệ thống đường vận tải than. Để đáp ứng yêu cầu: Đảm bảo sản xuất được liên tục, hệ thống thông gió, hệ thống vận tải đơn giản, có khả năng cơ giới hóa cao, vận tải và thoát nước tốt. I.1.2 Điều kiện khí hậu: Khu mỏ nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Yêu cầu thông gió rất quan trọng vào mùa hè nóng bức và thoát nước cao vào mùa mưa. I.2. Điều kiện địa chất khu mỏ. Khoáng sàng than gồm 3 vỉa than m 1 ,m 2 ,m 3 nằm tương đối song song nhau. Ta sẽ ưu tiên thiết kế khai thác vỉa có huy động các vỉa khác theo thứ tự ưu tiên vách trước trụ sau để đảm bảo sản lượng hằng năm. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Điều kiện của vỉa m 1 như sau: góc dốc α = 30˚, chiều dày m = 6,6 (m) Có chiều dài theo phương S = 3.300 (m) Chiều dài theo hướng dốc của vỉa: Ta xét từ mức +300m đến -200m: H d’ = 200 300 sin 30 + ° = 1000 m Ta thấy vỉa có chiều dày và góc dốc ổn định, đất đá xung quanh cũng tương đối ổn định. I.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn: Cụm vỉa than nằm trên địa hình bằng phẳng và các vỉa nằm dưới sâu nên việc thoát nước mỏ gặp nhiều khó khăn. Để thoát nước mỏ phải thực hiện bằng thoát nước cưỡng bức, tức là dùng các bơm chuyên dụng để đưa nước từ trong các công trình mỏ bằng ống dẫn ra ngoài mỏ. I.2.4 Tính toán trữ lượng địa chất khu mỏ: Trữ lượng địa chất khu mỏ được xác định theo công thức : Z dc = S.γ.∑m i .H di , tấn Trong đó: S – chiều dài theo phương của vỉa, S = 3.300m H di – chiều dài theo hướng dốc của vỉa thứ i ,m H di = sin i H α α i – góc cắm vỉa thứ i m i – chiều dày của vỉa thứ i ,m γ – trọng lượng thể tích của than, t/m 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Trữ lượng địa chất khu mỏ được tính toán ở bảng dưới đây : STT Tên vỉa α (độ) S (m) H d (m) m (m) γ (t/m 3 ) Z đc (tấn) 1 m 1 30 3300 1000 6.6 1,5 32670000 2 m 2 28 3300 1065 6.5 1,5 34266375 3 m 3 27 3300 1101 6.3 1,5 34334685 ∑ 101271060 I.3. Điều kiện kinh tế - xã hội. I.3.1 Kinh tế xã hội: - Khu vực chủ yếu là người kinh sinh sống. - Không có công trình đặc biệt nào cần được bảo vệ. Chỉ cần giải tỏa và đền bù ít đất canh tác cho dân. I.3.2 Điều kiện giao thông khu vực: - Khu vực thiết kế mỏ nằm gần đường giao thông. Thuận lợi cho vận chuyển. - Năng lượng, nguyên vật liệu vận chuyển dễ dàng, thông tin lien lạc thuận lợi. I.5. Kết luận. Qua những phân tích cơ bản về các yếu tố địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, điều kiện kinh tế xã hội, … của khu mỏ ta nhận thấy rằng : Cụm vỉa có những điều kiện thuận lợi cho quá trình mở vỉa và khai thác khoáng sàng than. Tuy có một chút trở ngại trong việc đền bù giải tỏa nhưng vì là số lượng nhỏ đất canh tác nên không gặp khó khan. Độ kiên cố của đá vách ở mức độ trung bình nên thuận lợi cho việc điều kiển áp lực mỏ. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 CHƯƠNG II MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ II.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác mở vỉa II.1.1. Các yếu tố về địa chất mỏ. Các yếu tố về địa chất mỏ bao gồm: trữ lượng, số các vỉa than,chiều dày vỉa, khoảng cách giữa các vỉa, điều kiện địa hình, chiều sâu khai thác, điều kiện vận tải, mức độ phức tạp của các yếu tố địa chất (chiều dày lớp đất phủ, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh, điều kiện địa chất thủy văn và địa chất công trình). II.1.2. Các yếu tố kỹ thuật. Các yếu tố kỹ thuật trong khai thác mỏ bao gồm: kích thước ruộng mỏ, sản lượng và tuổi mỏ, trình độ cơ khí hóa, khả năng sàng tuyển, chế biến và công nghệ khai thác được sử dụng. II.1.3. Các yếu tố về kinh tế. Các yếu tố cơ bản về kinh tế ảnh hưởng tới việc lựa chọn các phương án mở vỉa bao gồm: Vốn đầu tư cơ bản, thời gian thu hồi vốn, giá thành chi phí cho các khâu công nghệ sản xuất và giá thành sản phẩm. II.2. Tính toán trữ lượng công nghiệp. Theo tài liệu có được các vỉa than đều thỏa mãn về mặt kỹ thuật và kinh tế. Nghĩa là khai thác nó đủ mang lại hiệu quả kinh tế. Do đó trữ lượng địa chất cũng chính là trữ lượng trong bảng cân đối: Do đó: Z đc = Z ncđ = 101271060 tấn TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Trữ lượng công nghiệp của mỏ là trữ lượng sau khi đã trừ đi phần trữ lượng do để lại trụ bảo vệ, mất mát trong quá trình khai thác và vận tải (Z cn ). Được xác định theo công thức: Z cn = Z đc .C , tấn (II.1) Trong đó: C – hệ số khai thác trữ lượng, C = 1 – 0,01.T ch T ch – tổn thất chung của khoáng sàng có ích, T ch = t tr + t kt t tr – tổn thất do trụ để lại, t tr = 0,5 ÷ 2%. Do vỉa thiết kế có góc dốc α = 30 0 nên chọn t tr = 2% t kt – tổn thất do công nghệ khai thác, t kt = 11% T ch = 2 + 11 = 13% C = 1 – 0,01.13 = 0,87 Thay giá trị vào (II.1) ta có: Z cn = 101271060. 0,87 = 88105822.2 tấn II.3. Công suất mỏ và tuổi mỏ II.3.1. Công suất mỏ. Công suất mỏ ( Sản lượng năm) : Là sản lượng than khai thác được trong một năm của mỏ. Đây là một thông số quan trọng, ảnh hưởng đến khối lượng xây dựng cơ bản, vốn đầu tư xây dựng cơ bản, thời gian xây dựng cơ bản, cũng như hệ thống khai thác và công nghệ khai thác được áp dụng.Ta có công thức tính công suất mỏ của giáo sư Makin như sau: A m = k t .(k v +k a ). . . d CN a t m Z k m Trong đó: • k t : độ tin cậy của sơ đồ công nghệ mỏ, chọn k t = 0,9 k v: hệ số kể tới ảnh hưởng của số vỉa than trong ruộng mỏ. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 k v = d v d d n n n n + − mà n d là số vỉa than khai thác đồng thời, n d =3 n v là số vỉa than trong mỏ, n v =3 k v = 3 3 3 3 + − = 1.73 • k s hệ số tính tới sản lượng lò chợ k s = . . tb t ch tbd m A m ϕ - t ϕ là hệ số tính tới điều kiện làm việc của các gương lò chợ đặc trưng cho các vùng than , t ϕ = k b . 1 c p n k k k+ + - k c là hệ số tính tới độ kiên cố của đá nền k c = 0,015 - k p là hệ số tính đến độ phá hủy của trữ lượng k p = 0,25 - k n là hệ số tính đến ảnh hưởng của khí nổ đến công suất mỏ. k n = 0,5 => 4 0,08.0,015 6,86.10 1 0,25 0,5 t ϕ − = = + + - A ch là sản lượng hằng tháng của lò chợ với chiều dày trung bình của các vỉa than khai thác đồng thời. A ch = l.m.v ch . γ .k t .N t (tấn/ tháng) Với : l - chiều dài lò chợ: l= 142 m Ta chia ruộng mỏ làm 6 tầng. Vậy chiều cao tầng theo hướng dốc là: H t hd = 1000 166 6 6 d H = ; (m) Trong đó: H d là chiều cao của vỉa theo hướng dốc. TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Ta lại có dọc chiều dài lò chợ của mỗi tầng ta phải để lại 15m để làm trụ bảo vệ. Dựng một lò vận tải, một lò thông gió và một lò vận tải song song. Mỗi lò 3m. Vậy chiều dài thực tế của lò chợ là: L lc = 166 – 15 – (3.3) = 142 (m) m tbd – chiều dày trung bình của các vỉa than khai thác đồng thời. m tbd = (6,6+ 6,5+ 6,3)/3= 6,46 m v ch – tiến độ khai thác lò chợ trong ngày đêm , v ch = 1,8m γ - là trọng lượng thể tích của than, γ = 1,5 k t = 0,9 N t là số ngày làm việc trong tháng, N t = 25 ngày A ch = 142.6,46.1,8.1,5.0,9.25 = 55727,19 tấn/tháng. = 55,727 nghìn tấn/ tháng • m d : chiều dày số vỉa khai thác đồng thời, m d = 19,4 m • m tb chiều dày trung bình của vỉa than trong mỏ, m tb =6,46m => k s = 4 6,46 6,86.10 .55,727. 6,46 − =2.43 • k a là hệ số kể đến ảnh hưởng của độ sâu khai thác của mỏ. k a = 1+ tr d H H Trong đó: H tr – độ sâu giới hạn trên của mỏ. H tr = 60m H d – độ sâu giới hạn dưới của mỏ. H d = 560m [...]... đường lò ngắn, chi phí bảo vệ lò ít + Tổn thất than nhỏ b So sánh về mặt kinh tế: 2 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 ** Trong 2 phương án thì khối lượng đào lò, bảo vệ và vận tải ở lò dọc vỉa là như nhau nên ta sẽ không tính toán so sánh trong phần chỉ tiêu kinh tế Chỉ tiêu kinh tế của phương án I: - Chi phí đào lò: Chi phí đào lò được xác định theo công thức: K = ki li , đồng Trong... HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Hình vẽ I.1 Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa chính Ghi chú: 1- Giếng nghiêng chính 2- Giếng nghiêng phụ 3, 3’- Lò xuyên vỉa chính 4- Lò dọc vỉa chính 5, 5’- Lò thượng chính và phụ 6 - Lò dọc vỉa vận tải tầng 7 - Lò dọc vỉa thông gió 1 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 *2 Công tác vận tải Than khai thác từ lò chợ được đưa xuống lò. .. lượng đào các lò xuyên vỉa nằm ngang, ta có thể đào các lò xuyên vỉa tầng nằm nghiêng Ở phương án này , các lò xuyên vỉa nghiêng này được trang bị máng cào hoặc máng trượt để vận chuyển than Khi đó than được vận chuyển theo lò dọc của vỉa vận chuyển tầng bằng các thiết bị vận chuyển tới lò xuyên vỉa nghiêng 2 và được máng cào hoặc máng trượt chuyển tới giếng nghiêng chính 1 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT... của tầng trên cùng ( Hình vẽ I.1) Sau đó, từ các lò thượng người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển tầng 6 và lò dọc vỉa thông gió 7 về 2 phía của lò thượng Khi sử dụng sơ đồ khấu dật, các lò này được đào đến biên giới của ruộng mỏ và tại đây người ta đào lò cắt ban đầu 8 để mở lò chợ Ở sơ đồ khấu đuổi các mỏ này đào theo mức độ khai thác lò chợ Phần than thuộc lò thượng của các vỉa tiếp theo cũng được mở vỉa... tiền (106 đồng) 64464 9214 73678 Bảng tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của 2 phương án: Giá 1 Chi phí đào lò 2 Chi phí bảo vệ 3 Chi phí vận tải 4 ∑ Tên phương án Phương án I Phương án II 290870 147510 106 169138 110942 đồng 99881 73678 559889 332130 II.5.4 Kết luận Qua bảng so sánh kỹ thuật và kinh tế giữa 2 phương án ta thấy mỗi 2 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 phương án đều có... II.1 : Mở vỉa bằng giếng ngiêng với lò xuyên vỉa tầng Ghi chú: 1,1’ – Giếng nghiêng chính và phụ 2 – Lò xuyên vỉa tầng 3 – Lò dọc vỉa vận tải 4 – Lò dọc vỉa thông gió 5 – Giếng nông thông gió **2 Công tác vận tải Than khai thác từ lò chợ được đưa xuống lò dọc vỉa vận chuyển tầng 3 bằng máng cào hoặc máng trượt Theo lò dọc vỉa vận chuyển tầng 3 và lò 1 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55... chảy xuống lò dọc vỉa vận chuyển và từ các đường lò vận chuyển ta đào những hầm chứa tập trung nước gần lò hạ rồi bơm cưỡng bức lên mặt đất 1 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT Lớp khai thác A- k55 Hình vẽ: I.2: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa chính Ghi chú: 1- Giếng nghiêng chính 2- Giếng nghiêng phụ 3, 3’- Lò xuyên vỉa chính 4- Lò dọc vỉa chính 5, 5’- Lò thượng chính và phụ 6 - Lò dọc vỉa... giá đào 1 mét lò thứ i , đồng/m li – chiều dài đường lò thứ i ,m Bảng tính toán chi phí đào lò cho phương án I: Số Chiều dài Đơn giá Thành tiền lượng (m) (106 đồng) (106 đồng) Giếng nghiêng chính 1 680 50 34000 2 Giếng nghiêng phụ 1 680 50 34000 3 Giếng nông thông gió 3 60 40 7200 2 81 35 5670 6 6 500 500 35 35 105000 105000 STT Tên đường lò 1 4 5 6 Lò xyên vỉa chính mức +50 Lò thượng Lò hạ ∑ 290870... đến tăng giá thành sản phẩm, làm giảm khai thác mỏ II.5.2 Đề xuất các phương án Căn cứ vào những điều kiện trên ta có thể thiết kế mở vỉa cho khu mỏ với 2 phương án sau: Phương án I: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa chính Phương án II: Mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa từng tầng ** Các phương án mở vỉa bằng giếng đứng đều không khả thi vì cần tới đội ngũ thi công có... tác vận tải được đơn giản và đồng bộ ta sẽ đào các đường lò xuyên vỉa nằm ngang **3 Công tác thông gió và thoát nước mỏ a) Thông gió: Gió sạch được đưa vào mỏ theo giếng nghiêng phụ đến lò xuyên vỉa tầng 2 và theo lò xuyên vỉa tầng gió sạch được đưa tới lò dọc vỉa tầng 3 Tại đây gió sạch được chia thành 2 nhánh đi về phía 2 cánh để thông gió cho các lò chợ Gió bẩn đi lên lò dọc vỉa thông gió 4 và ra . nước đào bên hông lò. Nước từ lò chợ chảy xuống lò thượng, hoặc chảy xuống trực tiếp, sau đó qua lò dọc vỉa vận chuyển, chảy qua lò xuyên vỉa vận chuyển ra hầm tập trung nước và từ hầm tập trung. dọc chiều dài lò chợ của mỗi tầng ta phải để lại 15m để làm trụ bảo vệ. Dựng một lò vận tải, một lò thông gió và một lò vận tải song song. Mỗi lò 3m. Vậy chiều dài thực tế của lò chợ là: L lc. sẽ so sánh 2 phương án mở vỉa bằng giếng nghiêng để tìm ra phương án tối ưu nhất. II.5.2.1. Trình bày phương án I mở vỉa bằng giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa mức . *1. Thứ tự đào lò. Ở