Tải bản đầy đủ

Đồ án môn học quy trình công nghệ và thiết kế mỏ lộ thiên

Đồ án môn học Quy trình công nghệ và Thiết kế mỏ lộ thiên
Giảng viên: Lê Thị Thu Hoa
Nhóm I
Thành viên:
Nguyễn Hoàng Long - Nhóm trưởng.
Lớp Khai Thác A – K59
MSV: 1421040168
Nội dung của đề tài như sau:
I - Cho vỉa than có điều kiện tự nhiên, kinh tế - kỹ thuật như 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=25m;
- Góc cắm của vỉa 45o ;
- Chiều dày lớp đất đá phủ ho= 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 m3 đất đá, b = 50.000 đ;

- Giá bán 1 tấn than thương phẩm Co = 750.000 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 ( Aq, Ađ);
- Tính toán lựa chọn ĐBTB trong mỏ.


Chương I
Xác định biên giới mỏ
1.1. Mục đích yêu cầu:
Để khai thác khoáng sàng trong lòng đất có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp.
Có thể áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên, phương pháp khai thác hầm lò hoặc kết
hợp cả hai phương pháp lộ thiên và hầm lò. Tuy nhiên nếu áp dụng phương pháp khai
thác lộ thiên sẽ cho phép thu hồi được gần như toàn bộ trữ lượng quặng một cách an toàn,
tiết kiệm được một số chi phí về vật tư không cần thiết như các thiết bị phòng chống cháy
nổ do làm việc trong điều kiện an toàn cao. Ngoài ra khai thác bằng Phương pháp lộ thiên
việc áp dụng cơ khí hóa tự động hóa dễ dàng nếu khai thác bằng phương pháp hầm lò
không áp dụng được. Song khi khai thác khoáng sàng bằng phương pháp lộ thiên thì
chiều sâu khai thác cuối cùng phải nằm trong một giới hạn nhất định, nếu vượt quá giới
hạn đó, xí nghiệp mỏ sẽ không thu được lợi nhuận thậm chí còn bị lỗ. Mục tiêu đặt ra ở
đây là với chiều sâu cuối cùng là bao nhiêu, ranh giới giữa khai thác lộ thiên và hầm lò
như thế nào để mỏ lộ thiên thu được mức lợi nhuận cao nhất. Vì vậy để đạt được mục
đích trên yêu cầu cần phải có phương pháp thiết kế biên giới mỏ sao cho hợp lý để mỏ
đem lại hiệu quả trong sản xuất kinh doanh.
1.2. Nguyên tắc xác định biên giới mỏ:
Biên giới mỏ lộ thiên bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên như : Chiều dày và góc
cắm của vỉa, chất lượng và loại khoáng sản có ích, điều kiện địa hình, chiều dầy lớp đất
phủ, tính chất cơ lý của đất đá xung quanh... và các yếu tố kinh tế kỹ thuật : giá trị
khoáng sản được khai thác, các chỉ tiêu kinh tế trong dây chuyền công nghệ khai thác,
vốn đầu tư xây dựng cơ bản, v. v... Việc xác định biên giới mỏ không hợp lý, sẽ mang lại
những hậu quả xấu cho hoạt động sản xuất kinh doanh của mỏ.
Để xác định biên giới mỏ lộ thiên hợp lý được căn cứ vào chỉ tiêu hệ số bóc đất đá


và trị số giới hạn của nó để làm nguyên tắc so sánh. Tuỳ theo điều kiện cụ thể của khoáng
sàng, phương pháp tiến hành công tác mỏ và quan điểm kinh tế khoa học khác nhau mà
người ta dùng hệ số bóc trung bình, hệ số bóc biên giới, hệ số bóc thời gian... làm chỉ
tiêu so sánh với hệ số bóc giới hạn.

Kgh  Kbg,

Kgh  K tb, Kgh  Kt, Kgh 


Ksx+Ko...
Việc chọn nguyên tắc để xác định biên giới mỏ hợp lý phải đạt được tối thiểu các
yêu cầu sau:
+ Tổng chi phí khai thác khoáng sàng là nhỏ nhất.
+ Giá thành sản phẩm trong mọi giai đoạn phải nhỏ hơn hoặc bằng giá thành cho
phép.

1. 3. Xác định hệ số bóc giới hạn : ( Kgh)
Hệ số bóc giới hạn hay còn gọi là hệ số bóc kinh tế hợp lý là tỷ số giữa khối lượng
đất đá phải bóc (m3) tối đa cho phép và khối lượng khoáng sản có ích (m 3 hoặc tấn) tương
ứng khai thác được trong điều kiện có lợi về kinh tế khi khai thác khoáng sáng bằng
phương pháp lộ thiên.
Trong thiết kế, hệ số bóc giới hạn được dùng làm chỉ tiêu chính để xác định biên
giới cuối cùng của mỏ lộ thiên.
Hệ số bóc giới hạn phụ thuộc vào các yếu tố như : điều kiện kinh tế kỹ thuật của
từng khoáng sàng, từng vùng mỏ và từng thời gian.

Hệ số bóc giới hạn được xác định theo công thức sau :

Kgh =
- C0 = 750.000 đ/tấn (giá thành tính cho quặng loại 1)
- a : Chi phí khai thác 1 tấn than không kể chi phí bóc đất đá
a = 60.000 đ/tấn
- b: Chi phí bóc 1m³ đất đá thuần tuý
b = 50.000 đ/m³


Kgh =

= 13,8 (m³/t)

Với γ = 1,42 T/m3 Vậy Kgh=19,596 m3/m3.
1.4. Xác định biên giới mỏ
1.4.1 Chọn nguyên tắc xác định biên giới mỏ lộ thiên:

Để đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án xác định biên giới mỏ lộ thiên
người ta thường dựa vào hệ số bóc đất đá và trị số giới hạn của nó để làm nguyên tắc so
sánh.
Hiện nay, có nhiều nguyên tắc để xác định biên giới mỏ, tuỳ thuộc vào những đặc
điểm cụ thể của khoáng sàng như chiều dày lớp đát phủ hình dạng vỉa, mức độ phức tạp
của vỉa... , phương pháp tiến hành công tác mỏ và các quan điểm khoa học mà có thể
dùng hệ số bóc trung bình(Ktb), hệ số bóc thời gian(Kt)
Cở sở của xác định biên giới mỏ theo nguyên tắc K gh  Kbg là so sánh hệ số bóc đất
đá Kbg với hệ số bóc đất đá Kgh. Biên giới mỏ xác định theo nguyên tắc này xuất phát từ
việc tính mức tiết kiệm tổng chi phí để khai thác là tối thiểu.
1.4.2 Xác định biên giới mỏ
1.4.2.1 Xác định các thông số γv và γt
Trong đồ án có γôđ = 30o và góc cắm của vỉa γ = 45o nên ta chọn γv và γt = 30o sẽ
thỏa mãn về điều kiện kinh tế và kĩ thuật.
1.4.2.2 Xác định chiều sâu cuối cùng Hc
Trong thực tế ta thường gặp những loại khoáng sàn có điều kiện tự nhiên khác
nhau, nhưng tỏng trường hợp này phương pháp khả thi nhất là áp dụng phương pháp đồ
thị để xác định chiều sâu cuối cùng Hc. Các bước tiến hành như sau:
1. Trên cơ sở lát cắt ta tiến hành dựng các đường song song cách nhau 1 khoảng
h = 15m.
2. Từ giao điểm của các đường nằm ngang với vách và trụ vỉa, lần lượt từ trên
xuống dưới, lần lượt kẻ các đường xiên biểu thị bờ dừng phía vách và phía trụ
cho đến khi gặp mặt đất.


10m

-10
-25
-40
-55
-70

30

-80,71

25m

3. Tiến hành tính hệ số bóc biên giới Kbg = cho phần giới hạn giữa hai vị trí bờ
mỏ liên tiếp đối với tất cả các phân tầng. Trong đó V γ là lượng đất đá phải bóc
và Q γ là lượng khoáng sản khai thác được,
Kết qủa được thể hiện trong bảng:
STT
Tầng 1
Tầng 2
Tầng 3
Tầng 4
Tầng 5
Tầng 6
Tầng 7
Tầng 8
Tầng 9
Tầng 10
Tầng 11

-10
-25
-40
-55
-70
-85
-100
-115
-130
-145
-160

423,22
909,31
1689,82
1946,59
3248,04
4030,66
4806,83
5586,24
6366,46
7145,04
7924,45

0
375,26
375,26
375,26
375,26
375,26
375,26
375,26
375,26
375,26
375,26

Kbg
0
2,42
4,51
6,58
8,65
10,74
12,81
14,88
16,96
19,04
21,11

4. Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hệ sốc bóc giới hạn và hệ số bóc biên
giới với chiều sâu khai thác dựa trên số liệu trên:
Kbg
21,11
19,59
19,04
16,96
14,88
12,81
10,74
8,65
6,58
4,51
2,42
0

Kgh

25

40

55

70 85 100 115 130 145 160


Từ đồ thị trên có thể thấy Kbg ≈ Kgh khi chiều sâu khai thác đạt -145m ở tầng 10.
Ngoài ra máy xúc có thể xúc thêm 5m mà không cần đào thêm tầng mới nên chiều
sâu khai thác cuối cùng Hc= -145m.
1.4.3 Xác định biên giới phía trên
1.4.3.1 Xác định chiều rộng của mỏ
Từ mặt cắt dọc của mỏ ta xác định được chiều sâu cuối cùng của mỏ là H =
80,71 m. Cũng từ đây ta xác định chiều rộng AB của mỏ theo công thức sau
AB= Hc.(cotgγv + cotgγc) + M
Thay số ta có AB = 145.(cotg30o + cotg30o) + 25 = 527,29 m
527,29m

10m

-10
-25
-40
-55
-70

30

25m

Hình 1.4.3 Mặt cắt dọc của mỏ

1.4.3.2 Xác định chiều dài của mỏ
Do góc ổn định của đất đá γôđ = 30o nên ta lấy góc đầu mỏ δ = 30o
Chiều dài thêm của đầu mỏ trên mặt đất:
l = Hc.cotg δ
= 145.cotg30o = 251,14 m.
Chiều dài mỏ phía trên là
Ld = L + 2.l = 1000 + 2.251,14 = 1502,28 m.
Với L là chiều dài theo phương của vỉa than
1.5 Tính trữ lượng trong biên giới của mỏ
1.5.1 Tính trữ lượng than trong biêng giới mỏ
Q = M.(Hc – ho).L

-145


Với M là chiều dày của vỉa, M = 25 m.
Hc là chiều sâu cuối cùng của mỏ, Hc = 145 m.
ho là chiều dày lớp đất đá phủ, ho = 10m.
L là chiều dài theo phương của vỉa than, L = 1000m.
 Q = 25.(80,71 – 10).1000 = 3.375.000 m3.
1.5.2 Tính khối lượng đất bóc (Bỏ qua hai đầu mỏ)
Khối lượng trong biên giới của mỏ: H2k

Vm =
=
= 40.041.368 m3.
Vậy khối lượng đất đá trong biên giới của mỏ
Vd=Vm – Q = 13.309.509 – 3.375.000 = 36.666.368 m3.
Để công tác thiết kế mỏ đạt được hiệu quả cao khi đưa mỏ vào hoạt động. Để các
thông số trong bản thiết kế phù hợp với các thông số của các thiết bị làm việc trên mỏ.
Do đó ta chọn một số thiết bị đồng bộ để đưa vào hoạt động trên mỏ như: Máy khoan,
loại thuốc nổ , máy xúc, máy ủi ,ôtô kèm theo các thông số làm việc của chúng. Thông số
của các loại máy được đề cập ở trong phần riêng. Chế độ làm việc trong năm là 300 ngày,
mỗi ngày làm việc 3 ca và mỗi ca làm việc 8 giờ.

Chương II


Thiết kế mở vỉa cho vỉa khoáng sàng

2. Thiết kế mở vỉa.
Khi thiết kế, lựa chọn phương án mở vỉa cần chú ý đến hình thức vận tải sử dụng trên
mỏ, điều kiện tự nhiên của vỉa: vị trí, góc dốc, phương vị. Với mỗi phương án mỏ vỉa sẽ
xác định một trật tự khai thác khoáng sàng, chế độ công tác trên mỏ và hiệu quả kinh tế
nhất định. Bởi vậy thiết kế mỏ là một nhiệm vụ kỹ thuật kinh tế quan trọng đòi hỏi người
thiết kế phải có tầm quan sát tổng hợp đồng thời nhiều vẫn đề của phương án ngiên cứu.
Xây dựng tuyến đường mở vỉa từ sân công nghiệp đến diện khai thác đầu tiên.
Xây dừng tuyến đường từ diện khai thác đầu tiên đến bãi thải.

2.1 Các thông số xây dựng tuyến đường
2.1.1 Bán kính cong

=.
Trong đó:
V – vận tốc xe chạy trên đoạn đường vòng, V = 18 km/h.
Øn – hệ số trượt ngang, Øn = 0.16.
- độ dốc ngang của đoạn đường cong. = 4%.
 Rmin = 13 m.
2.1.2 Chiều dài tuyến đường.
Theo đề bài có chiều dài tuyến đường đến sân công nghiệp L = 1500m và
chiều dài tuyến đường đến bãi thải L = 2500m.
2.1.3 Chiều rộng tuyến đường.
Hình vẽ sơ đồ xác định chiều rộng tuyến đường.

Z

y

a

x

a

y C


Để giảm khối lượng xây dựng ta chọn loại đường 2 chiều:
B1 =Z +T + C
Trong đó :
Z - Chiều rộng đai trượt lở tự nhiên
Z = 3m
T - Chiều rộng làn xe chạy, m
T = 2(a +y) + x, m
a - Chiều rộng của ôtô, với ôtô thì chọn a = 3 m
y – Khoảng cách an toàn từ lốp bánh xe đến lề đường, y=0.4 m
x - Khoảng cách an toàn giữa hai làn xe, m
Theo Zamkhaev đề nghị dùng các trị số x như sau:
Do 2 xe chạy ngược chiều nên x = 0,5 + 0,005.V
V - Tốc độ xe chạy, trên mỏ lấy V = 18km/h
Vậy x = 0,5 + 0,005 . 18 = 0.59 m
T= 7.39 m
C - Chiều rộng rãnh thoát nước, C = 0,5m
Vậy B1= 3+ 2(3+0.4) + 0.59 + 0,5 =10.89 m
Vậy để phương tiện hoạt động được an toàn trong mọi điều kiện thời tiết ta chọn B 1 =
11m.
2.1.4. Độ dốc dọc tuyến đường.
Mỏ sử dụng hình thức vận tỉa bằng ô tô để vận tải quặng và đất đá nên độ dốc
khống chế của tuyến đường được chọn theo điều kiện làm việc bình thường nhỏ hơn
12%.
Chọn I0 = 10%.
Trên đoạn đường vừa dốc vừa cong thì độ dốc ngang lớn nhất của đoạn đường xác định
theo công thức


Trong đó:
- độ dốc chỗ đường cong, = 4,5%.
- độ dốc ngang của đường, = 4%
Vậy = 6%.
2.1.5. Kích thước phần mỏ rộng bụng đường.
Tại đoạn đường cong, nền đường được mở rộng ra để đảm bảo an toàn. Ta chọn E = 2 m.

2.2. Chọn hình thức hào mở vỉa
Khoáng sàng có thể mở vỉa bằng hào trong hoặc hào ngoài, tùy thuộc theo điều
kiện địa hình và các yếu tố thế nằm của vỉa. Thông thường người ta dùng phương pháp
hỗn hợp (kết hợp mở vỉa bằng hào ngoài và hào trong), các tầng phía trên thì sử dụng hào
ngoài, các tầng phía dưới thì sử dụng hào trong. Ưu điểm của phương pháp mở vỉa hỗn
hợp là:
+ Tuyến đường hào cố định.
+ Công tác đào hào và công tác xây dựng cơ bản (đào hào dốc, hào mở vỉa…)
trong mỏ độc lập với nhau do vậy mà rút ngắn được thời gian xây dựng mỏ.
+ Cho phép phân chia các luồng hang ngay từ thời kì đầu sản xuất.
+ Khi mỏ khai thác xuống sâu thì khối lượng đào hảo nhỏ.

2.2.1. Các tuyến đường hào trong mỏ
2.2.1.1 Tuyến đường hào ngoài
Đường hào đi từ mặt bằng sân công nghiệp lên khai trường. Nó được dùng
vận chuyển than từ mỏ ra, đưa đón công nhân lên công trường. Khi khai thác xuống
sâu, những tuyến đường hào bán cố định sẽ được di chuyển dần vào trụ vỉa và được đào
đến khi các tuyến hào này có góc nghiêng bờ dừng đạt 35o thì dừng và trở thành cố định.
Tùy theo mức độ suống sâu mà các hào cố định này dùng làm đai vận chuyển hoặc đai
dọn sạch hoặc đai bảo vệ cho các đai này phải đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và
đảm bảo yêu cầu vận tải than đất từ dưới moong lên mặt bằng mỏ.


2.2.1.2 Tuyến đường hào trong tạm thời
Là tuyến đường hào dùng cho công tác vận tải than và đất đá từ dưới moong khai
thác lên mặt bằng, được phân bố theo từng giai đoạn sản xuất sao cho phù hợp với yêu
cầu khai thác của từng giai đoạn khối lượng đất bóc cho các tuyến hào này được tính
vào khối lượng đất bóc sản xuất do vậy không ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất.

2.2.2 Vị trí và các thông số của tuyến hào mở vỉa
2.2.2.1 Vị trí của tuyến đường hào mở vỉa
Ta bố trí hào mở vỉa ở trung tâm vỉa than. Hào xuất phát từ đầu mỏ xuống các
tầng.
2.2.2.2 Các thông số của tuyến hào mở vỉa

Hình dạng của tuyến hào mở vỉa
2.2.3 Tiết diện ngang của hào
Tùy thuộc vào vị trí phân bố của vỉa than mà hình dạng tiết diện của hào sẽ khác
nhau. Đối với các vỉa nằm ở dạng bằng phẳng, tiết diện của hào sẽ có dạng hình thang.
Do chiều dày lớp đất phủ không lớn (h0 = 10m) nên ta sẽ đào hào ở trung tâm rồi phát
triển ra hai bên cánh của vỉa than.
Tiết diện hào có dạng sau:


Hình dạng tiết diện ngang của hào
2.2.4 Độ dốc dọc của tuyến hào
Do mỏ sử dụng hình thức vận tải than và đất đá bằng ô tô БeлAЗ-7522 nên độ dốc
khống chế của đường xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng vận chuyển qua hào
chính và công suất động cơ của thiết bị:
id= – ω0 (%)
Trong đó:
N: công suất động cơ,

kW

η: hiệu suất chuyển động của động cơ (0,85 0,90)
kb: hệ số bì của ô tô
Wc: khối lượng hàng phải vận chuyển qua đường hào trong ca,
la: khoảng cách an toàn giữa các ô tô khi chuyển động, m
ω0: sức cản chuyển động cơ bản của ô tô,

kG/t

Khi ta sử dụng hình thức vận chuyển bằng ô tô thì độ dốc khống chế id = 60 – 80 ‰
Vậy ta chọn độ dốc dọc của hào id= 70‰ = 7 %.
2.2.5 Độ dốc siêu cao của tuyến hào
Độ dốc siêu cao xác định theo công thức:

in = – μ
Với: V: vận tốc xe chạy; km/h
R: bán kính đường cong


μ: hệ số lực ngang tính toán; μ = 0,08 - 1
Để đảm bảo an toàn cho xe chạy trên đường cong thì độ dốc siêu cao
thường có trị số từ 3% đến 6%. Ta lấy in = 5%
2.2.6 Bán kính vòng cho phép của các đoạn đường cong.
Bán kính cong của tuyến đường hào phụ thuộc vào bán kính vòng của ôtô được
xác định theo công thức:

Rvmin = (m)
Trong đó: V: vận tốc xe chạy; lấy V = 20 km/h
μ : hệ số lực ngang tính toán;

Chọn μ = 0,09

in : độ dốc siêu cao của tuyến hào “ +”: đường siêu cao mặt đường
nghiêng về phía tâm đường cong, “ – “: trắc ngang hai mái mà xe chạy ở
làn ngoài
Ở đây ta bố trí đường siêu cao mặt đường nghiêng về phía tâm đường cong. Vậy

Rvmin = = 22,5 (m)
Chọn Rv = 23 m

2.2.7 Kích thước của hào


Hình dạng tuyến hào chuẩn bị
Hh: Chiều cao thẳng đứng tính từ mép trên đến mép dưới của hào; (m)
Hh = 15m
Bh: Chiều rộng đáy hào; (m)
Ta sử dụng hình thức nhận tải của oto là quay đảo chiều nên chiều rộng đáy hào
nhỏ nhất xác định theo công thức:
Bh = Rv + 0,5(b0 + l0) + 2c (m)
Với Rv: Bán kính vòng của đường Rv= 23m.
b0: Chiều rộng thùng xe oto b0= 3,48m.
l0: Chiều dài xe oto l0= 7m.
c: Khoảng cách an toàn của oto và mép dưới của thành hào c= 0,4m.
Vậy Bh = 23 + 0,5.(3,48 + 7) + 2.0,4 = 29,04 (m).
Chọn chiều rộng đáy hào thực tế là Bh = 30m.

2.2.8 Chiều dài hào


Các hình thức tiếp giáp của tuyến hào với các tầng công tác.
Chiều dài hào theo lí thuyết được xác định theo công thức:

Lhlt = = (m)
Với

H1: Độ cao điểm cuối của tuyến hào H1= -145m
H2: Độ cao điểm đầu của tuyến hào H2= 0m
α: Góc nghiêng của tuyến hào
id: Độ dốc của tuyến hào id= 7%

Vậy

Lhlt == 2070m

Chiều dài hào thực tế được xác định theo công thức:
Lhtt= Lhlt.kd (m)
Với kd: Hệ số kéo dài đường, chọn kd= 1,3
=> Lhtt = 2070.1,3 = 2690 m
2.2.9 Xác định số lần đổi hướng của tuyến hào.
Số lần đổi hướng cần thiết được xác định theo công thức sau:

nđ =

(Lần)

Với:

H: Độ chênh cao điểm đầu và điểm cuối tuyến đường, H= 145m


kd: Hệ số kéo dài tuyến đường kd=1,3
i0: Độ dốc của tuyến đường,io=7%
Lph: Chiều dài theo phương của mỏ Lph=1000m
Thay số vào biểu thức trên ta có:
nđ= = 2,7 lần
Ta chọn số lần đổi hướng là 3 lần
2.2.10 Tuyến hào lượn vòng.
Tuyến đường hào lượn vòng được sử dụng khi vận tải bằng ô tô, phần diện tích
quay xe tại chỗ lượn vòng thường được bố trí ở sườn dốc và có 3 loại sau:
- Có nền ở dạng đào hoàn toàn
- Có dạng nửa đào nửa đắp
- Có nền ở dạng đắp hoàn toàn
Trong thực tế thường áp dụng dạng nửa đào nửa đắp. Vì vậy ta chọn tuyến hào
lượn vòng ở dạng này:

Sơ đồ tuyến hào lượn vòng
Khối lượng đắp:


Vđắp = .ψ.R3.Kn.λ

(m3)

Khối lượng đào:
Vđào = .φ.R3.Kb.λ

(m3)

Trong đó:
Ψ=

φ=

Α: góc dốc sườn hào ; α=70o
γ: góc ngiêng ngiêng bờ mỏ bố trí diện tích lượn vòng γ= 35o
β- góc ngiêng mép đường phần sườn đắp β = 45o
λ- hệ số chú ý đến phần đầu phần cuối của nửa đào, nửa đắp,
λ= 1,13
Kb, Kn - hệ số kể đến góc ở tâm bao bởi phần nửa đào, nửa
đắp. Lấy Kb = Kn = 0,43 R- bán kính vòng tại chỗ lượn vòng, R =
23 m Thay vào ta có :
ψ = 0,9
φ = 2,34
Vđắp =.0,9.233.0,43.1,13= 155 m3
Vđào = .2,34.233.0,43.1,13= 400 m3
2.2.11 Xác định khả năng thông qua của tuyến đường hào.
Khả năng thông qua của tuyến đường hào được xác định theo công thức :

N= xe/giờ
Trong đó : v - Tốc độ của xe ô tô trên đường mỏ, v = 20 km/h
n - Số làn xe chạy, n = 2
K - Hệ số tính đến mức độ chạy không đồng đều K = 0,6
Lo- Khoảng cách an toàn khi 2 xe chạy cách nhau theo quy
phạm an toàn: Lo = 50 m
Thay các giá trị tính toán ta có


N= = 480; xe/giờ
Mỗi ca đảm bảo thời gian làm việc là 8 giờ năng lực thông qua của tuyến theo ca
là 480.8 = 3840 xe/ca. Trong điều kiện mỏ sản xuất 3 ca liên tục một ngày đêm thì năng
lực thông qua của tuyến đường là 3840.3 =11520 xe/ngày đêm
2.2.12 Đường cong chuyển tiếp
Bố trí đường cong chuyển tiếp là để cho bánh trước của ô tô chuyển hướng một
cách từ từ cho tới góc chuyển hướng cần thiết tương ứng với bán kính đường cong tròn,
làm cho lực li tâm tăng từ từ đỡ gây ra xóc ngang khi xe đi vào đường cong tròn. Chiều
dài đường cong chuyển tiếp tính theo công thức: \

L= m
Với:

V: vận tốc xe chạy, V = 20 km/h
R: bán kính đường cong tròn, R = 23 m
I: độ tăng gia tốc li tâm, thường lấy I = 0,5 m/s2

Vậy:

L=

= 0,04 m

2.2.13 Độ mở rộng mặt đường
Khi bố trí đường hai làn xe, thì trị số của độ mở rộng được xác định theo công thức:

E= +

m

Trong đó:
- LA : chiều dài từ trục bánh xe sau đến cái chắn trước của ô tô,
LA = 10m
- R: bán kính đường cong, R = 23 m
- v: vận tốc xe chạy, v = 20 km/h
Vậy

E= + = 5m

2.3 Tính toán khối lượng đào hào
2.3.1 Khối lượng đào hào cơ bản


Vì hào có hình dáng tiết diện là hoàn chỉnh nên khối lượng đào hào được xác
định theo công thức:

Vhc=.(

m3

Trong đó:
H: chiều sâu cuối cùng của hào, H = Ht = 15m
B: chiều rộng đáy hào, B = 30 m
id : độ dốc dọc của hào, id = 7%
α: góc nghiêng thành hào, α = 70o

Vhc=.(=54064 m3

Vậy

2.3.2 Khối lượng đào hào chuẩn bị
Khối lượng đào hào chuẩn bị với tiết diện của hào là hoàn chỉnh được xác
định theo công thức:
V’hc=(B + H.cotgα).H.L

m3

Với L: Chiều dài hào chuẩn bị lấy bằng chiều dài của tuyến công tác,
L=1000m.
Vậy

V’hc=(30 + 15.cotg70o).15.1000 = 531.893 m3

2.4. Tính toán lựa chọn vị trí, kích thước bãi thải
+ Vị trí đặt bãi thải :
Vị trí bãi thải phải được bố trí ở khu đất có khả năng chứa hết lượng đất bóc trong
suốt quá trình hoạt động mỏ,không có tác động xấu đến công tác mỏ,khoảng cách vận
chuyển đất bóc từ khai trường đến vị trí bãi thải phải nhỏ nhất, như vậy vị trí bãi thải phải
được bố trí gần tuyến đường ra vào mỏ,và nằm cuối chiều gió ra vào mỏ,ở đây ta chọn vị
trí đặt bãi thải ở phía thung lũng.


+ Kích thước bãi thải :
Với lượng đất đá phủ của mỏ là : 11.532.759 (m³)
Chọn chiều cao đổ thải là 120m.
Vậy diện tích bãi thải là : = 96106,325 ( m² )

Chương III
Thiết kế hệ thống khai thác
3.1 Lựa chọn hệ thống khai thác.
- Căn cứ vào sản lượng khai thác hàng năm của mỏ,chọn bằng 900 000 tấn/năm.
- Căn cứ vào đặc điểm địa chất của mỏ
- Căn cứ vào phương án mở vỉa áp dụng
Từ các ý trên ta chọn hệ thống khai thác cho mỏ là hệ thống khai thác xuống sâu
dọc hai bờ công tác sử dụng bãi thải ngoài vận tải bằng ôtô.
Ưu điểm của HTKT này là:
. Giảm khối lượng xây dựng cơ bản.
. Nhanh tiếp xúc với khoáng sản => đưa mỏ vào sản xuất nhanh => nhanh
thu hồi vốn đầu tư.
. Vị trí và kích thước của đới công tác theo chiều thẳng đứng không thay
đổi hoặc thay đổi không đáng kể.

3.2 Tính toán các thông số của hệ thống khai thác
3.2.1 Chiều cao tầng (h)
Chiều cao tầng phụ thuộc vào loại, kiểu thiết bị khai thác và thiết bị vận chuyển,
tính chất cơ lí của đất đá. Chiều cao hợp lí của tầng phải đảm bảo chi phí bóc đất đá và
khai thác là nhỏ nhất và an toàn lao động. Theo điều kiện thiết bị sử dụng và tính chất cơ
lí của đất đá thì chiều cao tầng có thể xác định theo công thức:

H= 0,7.a.

m


Trong đó
a: Chiều rộng của đống đá sau nổ mìn, m
a = 0,8.(Rx+Rd)
Vìa ta sử dụng máy xúc tay gầu ЭКГ-5A để xúc đất đá sau khi nổ mình nên:
Rx = 9,04m
Rd = 11,8m
 A = 0,8.9(9,04+11,8) = 16,7 m
η”: Tỷ số giữa khoảng cách nổ mình và đường kháng chân tầng

η”= = = 0,8
Kr: Hệ số nở rời của đất đá nổ mìn Kr= 1,4
α: Góc nghiêng sườn tầng α=70o
β: Góc đổ tự nhiên của đất đá β = 35o
Vậy H=

0,7.16,7. = 9,2 m

Theo điều kiện đảm bảo an toàn cho thiết bị xúc bốc: Khi xúc bốc trong đất đá
cứng:

h 1,5.Hxmax
Hxmax chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc,
Ta sử dụng máy xúc tay gàu ЭКГ-5A, chiều cao xúc lớn nhất của máy xúc này là
10m
=> h 1,5.10 = 15m.
Vậy để đạt hiệu quả kinh tế và an toàn khi sản xuất ta chọn chiều cao tầng là 15m.
Đối với những tầng khai thác than để giảm tổn thất và làm bẩn than ta chia tầng thành 2
phân tầng, mỗi phân tầng có chiều cao h’ = 7,5m.
3.2.2 Chiều rộng dải khấu (A)
Chiều rộng khoảnh khai thác phụ thuộc chủ yếu vào thông số làm việc của thiết bị
xúc bốc, hình thức vận chuyển sử dụng và phương pháp khai thác. Đối với đất đá làm tơi
bằng nổ mìn thì ta có: A = W + (n-1).b
m
Trong đó:

- W: đường kháng chân tầng nhỏ nhất, W = 9m
- n: số hàng mìn, n = 2
- b: khoảng cách giữa các hàng mìn, b = 9m (b=a=m.W)


=> A = 9 + ( 2-1 ).9= 18 m
3.2.3 Chiều rộng mặt tầng công tác (Bmin)

Tiết diện ngang mặt tầng công tác
Chiều rộng mặt tầng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo điều kiện hoạt
động dễ dàng cho các thiết bị xúc bóc và vận chuyển sử dụng. Chiều rộng nhỏ nhất của
mặt tầng công tác được xác định theo chiều rộng khoảnh khai thác, chiều rộng giải vận
chuyển, khoảng cách đặt thiết bị phụ và đai an toàn. Chiều rộng mặt tầng công tác khi sử
dụng phương pháp nổ mìn làm tơi đất đá và dùng máy xúc xúc bốc cho ô tô:
Bmin = A + X + C1 + T + C2 + Z

(m)

Trong đó:
A: chiều rộng khoảnh khai thác
X: khoảng cách từ đống đá nổ mìn đến mép tầng,
Bđ : chiều rộng đống đá nổ mìn, m
Theo V.V Rjepxki:
Bd = Kv.Kn.Kδ.h. + (n-1).b
Trong đó: - Kv: Hệ số kể đến độ văng xa củ đất đá nổ mìn, Kv=1
- Kn: Hệ số đặc trưng cho độ khó nổ của đất đá, Kn=3
- Kδ: Hệ số kể đến góc ngiêng lỗ khoan, δ= 900, Kδ=1
- q: Chỉ tiêu thuốc nổ, q= 0,42 kg/m3
=> Bd = 1,3.1.15 + (2-1).7,8 = 37 m


C1 : Là khoảng cách an toàn từ mép đường vận tải đến mép đường
sụt lở tự nhiên C1 = 1m;
C2 : Là khoảng cách an toàn tính từ mép đường vận tải đến mép
dưới đống đá nổ mìn C2 = 1m;
T: chiều rộng của tuyến đường vận chuyển, khi đường 2 làn xe
T= 2a+b (m)
a - Bề rộng xe ôtô БeлA3-7522 = 3,48m;
b- Khoảng cách an toàn giữa 2 xe ôtô b =1,0m
T = 2.3,48 + 1 ≈ 8m
Z: chiều rộng lăng trụ trượt lở, Z = 3m
Vậy

Bmin = 37 + 1 + 8+1 + 3 = 50 m

3.2.4 Chiều dài tuyến công tác ( Lt ) và luồng xúc ( lx )
Chiều dài tuyến công tác phụ thuộc vào hình dạng kích thước khai thác và bị ảnh
hưởng của các yếu tố kỹ thuật như sản lượng mỏ, chiều dài luồng xúc, năng xuất của máy
xúc, điều kiện hoạt động của các thiết bị vận chuyển. Chiều dài của tuyến công tác được
gọi là hợp lý trong nhưng điều kiện tự nhiên và kỹ thuật cụ thể khi nó đảm bảo sản lượng
kế hoạch của mỏ, tốc độ phát triển bình thường của tuyến công tác và chi phí cho xúc bốc
và vận chuyển là nhỏ nhất.
Chiều dài của tuyến công tác ( Lt ) thường bằng chiều dài theo đường phương của
khai trường, nhưng cũng có thể nhỏ hơn hoặc đôi khi lớn hơn, tùy theo phương thức phát
triển của công trình mỏ. Giá trị trên các tầng không như nhau và trên một tầng cũng
thay đổi luôn trong quá trình phát triển của tuyến công tác.
Khi vận chuyển bằng ô tô và chiều sâu của mỏ đạt từ 50-150m thì chiều dài tuyến
công tác hợp lí theo điều kiện kinh tế và kĩ thuật Lt trong khoảng 800-1500m.
Chiều dài luồng xúc là chiều dài tuyến do một máy xúc đảm nhiệm xúc bóc. Chiều
dài luồng xúc phụ thuộc vào năng suất làm việc của máy xúc, hình thức vận chuyển trên
tầng. Chiều dài luồng xúc xác định theo điều kiện đảm bảo khối lượng đất đá nổ mìn cho
máy xúc làm việc trong thời hạn quy định và dự trữ cần thiết, tính theo công thức:
lxmin=.E.nx.kx.kcn

m

Trong đó:
t: số giờ làm việc trong ngày đêm của máy xúc, t = 24h


T: số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn, T = 14 ngày
h: chiều cao tầng, h = 15m
A: chiều rộng khoảnh khai thác, A = 32 m
E: dung tích gàu xúc, E = 5,2 m3
nx: số lần xúc trong 1 phút, nx=2 (thời gian chu kì xúc của máy xúc
ЭКГ-5A Tc=30s )
kx: hệ số xúc, kx=0,76
kcn: hệ số kể đến yếu tố công nghệ, kcn= 0,9
Vậy lxmin=.5,2.2.0,76.0,9 = 336 m
Khi vận chuyển bằng ô tô, chiều dài luồng xúc đảm bảo điều kiện lên dốc của xe
xác định theo biểu thức:
Lxmin + 2.R
Ttrong đó:
h: chiều cao tầng, h = 15m
i0 : độ dốc khống chế của đường hào, i0=70‰
R: bán kính vòng nhỏ nhất của ô tô,
Vậy

R = 23 m

Lxmin + 2.23 = 260
=> Thỏa mãn điều kiện

Vậy chiều dài luồng xúc hợp lí là lx 336m
3.2.5 Chiều rộng đai vận chuyển (Bvc) đai bảo vệ (Bbv) và đai dọn sạch (Bds).
Các tầng trên bờ không công tác (bờ dừng) của mỏ được chia thành các đai vận
chuyển, đai bảo vệ và đai dọn sạch. Đai vận chuyển nối liền với các tầng công tác có
chiều rộng phù hợp với chiều rộng yêu cầu của thiết bị vận chuyển kể cả chiều rộng tự do
và khoảng cách an toàn khi chuyển động của thiết bị vận chuyển. Các đai an toàn nhằm
tăng thêm độ ổn định của bờ cũng như ngăn ngừa hiện tưm ợng vùi lấp và sụt lở của tầng.
Các đai dọn sạch giữ cho bờ mỏ khỏi bị vùi lấp. Kích thước các đai phụ thuộc vào:
- Tính chất và tình trạng của đất đá trên bờ.
- Chiều cao bờ.
- Phương pháp và tổ chức công tác khoan nổ trong mỏ.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×