Thiết kế sơ bộ mỏ đá Bản Pênh, Thủy điện Sơn La

Chiều cao cột thuốc hàng ngoài 73,1 896,6 95,111 === g Q Ltn , m Chiều cao cột thuốc hàng trong 0,2 896,6 12,142 === g Q Ltt , m 11- Chiều dài nạp bua Chiều dài nạp bua hàng ngoài Lbn = Lk –Lt = 5,5 – 1,73 = 3,77 m Chiều dài nạp bua hàng trong Lbt = Lk –Lt = 5,5 – 2,0 = 3,5 m Kiểm tra lại theo điều kiện nạp hết lượng thuốc vào lỗ đảm bảo không bị phụt bua: Lb = ( 3,5 ữ3,77 ) ≥ 0,75 ì Wct = 0,75 ì2,2 = 1,65 . thoả mãn điều kiện 11- Suất phá đá của 1 m lỗ khoan S = [ ] [ ] 67,5 5,5.2 6,22,2.5.6,2 .2 .. = + = + kL bWHa m 3/m Bảng 4.8: Tổng hợp các thông số nổ mìn trong công tác bạt ngọn Stt Các thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị 1 Đường kháng chân tầng W 2,20 m 2 Chiều cao tầng H 5,00 m 3 Chiều sâu khoan thêm Lkt 0,50 m 4 Chiều sâu lỗ khoan Lk 5,5 m 5 Chiều sâu lỗ khoan biên Lb 15,50 m 6 Khoảng cách giữa các lỗ khoan a 2,6 m 7 Khoảng cách giữa các hàng khoan b 2,6 m 8 Khoảng cách giữa các lỗ khoan biên c 0,90 m 24 9 Chỉ tiêu thuốc nổ q 0,38 Kg/m3 10 Chiều cao cột thuốc hàng ngoài Ltn 1,73 m 11 Chiều cao cột thuốc hàng trong Ltt 2,0 m 12 Chiêu cao bua hàng ngoài Lbn 3,77 m 13 Chiêu cao bua hàng trong Lbt 3,5 m 14 Chỉ tiêu thuốc nổ cho lỗ viền 0,60 Kg/m 15 Tổng lượng thuốc cho 1 lỗ viền Qb 8,20 Kg 16 Góc nghiêng sườn tầng ỏ 75 Độ 17 Suất phá đá trên 1m lỗ khoan S 5.67 m3/m CHƯƠNG 5 HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ ĐỒNG BỘ THIẾT BỊ 5.1: Hệ thống khai thác 5.1-1: Khái quát chung về hệ thống khai thác Hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên được đặc trưng bởi tổng hợp các công trình đường hào, các tầng công tác, trình tự tiến hành các công tác chuẩn bị bóc đất đá và khai thác đá của mỏ. Hệ thống khai thác có liên quan chặt chẽ tới đồng bộ thiết bị trong mỏ. Hệ thống khai thác đảm bảo cho các máy móc thiết bị dùng trong quá trình sản xuất chính và phụ hoạt động được an toàn, có năng suất cao. Mối liên hệ giữa hệ thống khai thác và đồng bộ thiết bị sử dụng thể hiện ở sự phù hợp giữa các thông số của yếu tố hệ thống khai thác với các thông số làm việc của thiết bị . Như vậy hệ thống khai thác của mỏ lộ thiên là trình tự xác định để hoàn thành công tác chuẩn bị xúc bốc và khai thác, đảm bảo cho mỏ lộ thiên hoạt động được an toàn, kinh tế Lựa chọn hệ thống khai thác cùng với đồng bộ thiết bị phù hợp sẽ nâng cao năng suất của thiết bị, đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác 5.1-2: Lựa chọn hệ thống khai thác Đối với mỏ đá sau khi kết thúc công tác chuẩn bị, chỉ còn tồn tại một khâu duy nhất là khai thác đá. Hướng dịch chuyển của tuyến công tác ngang hay dọc hay chéo có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động bình thường của mỏ theo yếu tố công nghệ và kinh tế. Căn cứ vào đặc điểm địa hình, cấu tạo địa chất và hiện trạng khai thác mỏ của Công ty như đã nêu, tác giả lựa chọn hệ thống khai thác như sau: Từ đỉnh xuống +320 khai thác theo lớp đứng, đá được quăng, ủi ngang xuống bãi xúc trung gian +320. Tại đây tiến hành xúc chuyển lên ôtô đổ ra bãi thải thượng lưu theo đường ĐN2 và ĐN3 Từ +320 xuống +200 khai thác theo lớp bằng vận tải trực tiếp bằng ôtô qua các đường KT4, KT5, KT6 và các đường nhánh để cấp đá cho trạm nghiền 5.1-3: Các thông số của hệ thống khai thác 5.1-3.1: Chiều cao tầng Chiều cao tầng được lựa chọn sao cho phù hợp với khả năng làm việc hiệu quả của máy xúc. Chiều cao tầng tối đa được xác định theo điều kiện an toàn cho máy xúc, đối với mỏ đá vôi Bản Pênh 2 dùng máy xúc Komatsu PC- 450 có dung tích gầu 2,3 m3, chiều cao xúc lớn nhất Hxuc max = 10,28 m Theo điều kiện đảm bảo máy xúc làm việc an toàn; H ≤ ( 1,2 ữ 1,5 ) Hxuc max Với máy xúc Komatsu PC- 450 và điều kiện địa hình thực tế khai thác: -Từ đỉnh xuống +335 chọn H = 3,0 m -Từ +335 xuống +320 chọn H = 5,0 m -Từ +320 xuống +200 chọn H = 7,5 m 5.1-3.2: Góc nghiêng sườn tầng khai thác 25 Căn cứ vào tính chất cơ lý của đất đá mỏ, góc nghiêng sườn tầng khai thác đảm bảo an toàn và ổn định từ +335 xuống +200 chọn ỏ = 750 5.1-3.3: Chiều rộng khoảnh khai thác, A Chiều rộng khoảnh khai thác được xác bởi các thông số của thiết bị xúc và ôtô nhận tải. 1- Theo điều kiện nổ mìn A=Wct+ (n-1) ì b ; m Trong đó: Wct : Đường kháng chân tầng , m ( Wct = 30 ì dk = 30 ì 0,076= 2,2 m ) n: Số hàng mìn n=4 b: Khoảng cách các hàng lỗ mìn b = 1,2ì Wct = 1,2 ì 2,2 = 2,6 m Thay vào công thức trên ta được A= 2,2 + ( 4-1 ) ì 2,6 = 10,0 m 2- Theo điều kiện xúc bốc A=1,5.Rxt ; m Rxt: Bán kính xúc trên tầng máy đứng Rxt = 11,4 m A =1,5.11,4 =17,1 m Vậy ta chọn A=10,0 m thoả mãn 2 điều kiện đã chọn. 5 .0 0 2.20 2.50 2.50 2.50 A=9.7 m Hình 5.1: Sơ đồ xác định khoảnh khai thác 5.1-3.4: Chiều rộng mặt tầng công tác, Bmin Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác phải đảm bảo điều kiện hoạt động dễ dàng cho các thiết bị xúc bốc và vận chuyển. Chiều rộng nhỏ nhất của mặt tầng công tác được xác định theo chiều rộng khoảnh khai thác. Chiều rộng mặt tầng công tác xác định theo công thức sau: Bmin=A+X+C1+C2+T+Z; m Trong đó A: Chiều rộng dải khấu; m X: Chiều rộng phần ngoài đống đá; m C1: Khoảng cách an toàn từ mép dưới của đống đá tới đường vận tải: C1 =1,0 m C2: Khoảng cách an toàn tính từ đường vận tải đến mép lăng trụ trươt lở C2 = 1,0 m T: Chiều rộng đai vận tải đảm bảo cho hai làn xe vận tải an toàn T=10 m Z: Chiều rộng lăng trụ trượt lở Z = H(cotgρ - cotgα); m ρ: Góc nội ma sát tự nhiên của đất đá trong bờ mỏ ρ =700 α: Góc nghiêng sườn tầng α =750 26 Z = 15(cotg700-cotg750) = 1,44 m Mà: A + X = Bđ Bđ: Chiều rộng đống đá nổ mìn được tính theo V. V. Rjepxki bnqHKKB nvd ×−+×××= )1( , m Trong đó Kv: Hệ số kể đến độ văng xa của đất đá nổ mìn Kv = 0,9 Kn: Hệ số đặc trưng cho mức độ khó nổ của đất đá Kn = 2,5 H: Chiều cao tầng H = 5 m qt: Chỉ tiêu thuốc nổ theo tính toán qt= 0,38 kg/cm3 n: Số hàng mìn n = 4 b: Khoảng cách giữa các hàng mìn b = 2,6 m Bđ = m8,146,2).14(38,0.5.5,2.9,0 =−+ Vậy Bmin=14,8 + 1,0 + 1,0 + 10 + 1,44 = 28,24 m Để thiết bị làm việc an toàn chọn Bmin= 29 m H Z C2 T C1 AX B® Bmin Hình 5.2: Sơ đồ xác định bề rộng mặt tầng công tác 5.1-3.5: Chiều rộng luồng xúc Chiều rộng luồng xúc đống đá nổ mìn được xác định theo công thức: Khi xúc một luồng Ax = Bđ = A + X = 14,8 m 5.1-3.6: Chiều dài tuyến công tác Chiều dài tuyến khai thác và luồng xúc được xác định theo điều kiện đảm bảo sản lượng đất đá nổ mìn cho máy xúc Komatsu PC- 450 làm việc trong thời gian quy định. Chiều dài luồng xúc 0min ... . ..60 ηnxx knEAh TtL = Trong đó: t- Số giờ làm việc trong ngày, đêm của máy xúc, t = 8 giờ T: Số ngày cần thiết để xúc hết đống đá nổ mìn T = 2- ngày E: Dung tích gầu xúc E = 2,3 m3 nx: Số lần xúc trong 1 phút nx=2 kn: Hệ số xúc kn= 0,7 η0: Hệ số đảm bảo gương xúc η0 = 0,8 H: Chiều cao tầng H = 5 m A: Chiều rộng khoảnh khai thác A = 10,0 27 Thay vào công thức trên ta được 5,498,0.7,0.2.3,2 0,10.5 2.8.60 min ==xL , m 5.1-3.7: Chiều rộng đai bảo vệ , đai dọn sạch và đai vận chuyển 1. Chiều rộng đai bảo vệ Đai bảo vệ được hình thành khi bạt thêm bờ mỏ nhằm tăng thêm sự ổn định của bờ mỏ, ngăn ngừa các hiện tượng vùi lấp do trượt lở đất đá từ tầng trên xuống tầng dưới. Kích thước của đai bảo vệ tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá trên bờ mỏ, tổ chức công tác khoan nổ, thời gian tồn tại và tốc độ của mỏ. Theo quy phạm an toàn thì chiều rộng đai bảo vệ không nhỏ hơn 0,2.h tức là đai bảo vệ không nhỏ hơn 2m .Như vậy đai bảo vệ của mỏ thì cứ 15m lại để lại đai bảo vệ 5m 2. Chiều rộng đai dọn sạch Bên cạnh các đai bảo vệ có chiều rộng nhỏ, cứ 3 tầng để lại một đai dọn sạch có chiều rộng từ 6 ữ 10 m 3. Chiều rộng đai vận chuyển Đai vận chuyển được bố trí ở bờ dừng, nó được nối liền giữa các tầng công tác và có chiều rộng phù hợp với chiều rộng yêu cầu của thiết bị vận tải và nó bao gồm khoảng cách an toàn ( Z ), chiều rộng xe ( T ), rãnh thoát nước ( K ) Z = 1,5 m, T = 5 m ứng với hai làn xe, K = 0,6 m. a = Z + T + K = 1.5+ 5 +0.6 = 7,1 m. 5.1-3.8: Góc nghiêng của sườn tầng và bờ mỏ Góc nghiêng của sườn tầng và bờ mỏ phụ thuộc vào điều kiện địa chất, tính chất cơ lý của đất đá, với đá có độ cứng 6 ữ 8 chọn góc nghiêng sườn tầng ỏ = 750 Góc nghiêng của bờ tuỳ theo tính chất sử dụng mà khác nhau. Góc dừng của bờ có giá trị lớn hơn góc nghiêng của bờ công tác Góc nghiêng của bờ dừng được chọn theo 2 điều kiện - Đảm bảo tính ổn định của bờ mỏ - Đảm bảo điều kiện sử dụng kỹ thuật của bờ Với mỏ đất đá có f = 6÷8 ta chọn góc nghiêng của bờ dừng là 750 Góc nghiêng bờ công tác ( ử ) chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp khai thác của mỏ. ; α+ =ϕ gcot.HB H tg min độ Trong đó: H: Chiều cao tầng H = 15m Bmin: Chiều rộng mặt tầng công tác tối thiểu Bmin= 29 m α: Góc nghiêng sườn tầng α = 750 Vậy tgử 075cot1529 15 g+ = = 0,45 Bảng 5.1: Các thông số cơ bản của HTKT Stt Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị 1 Chiều cao tầng H m 5 2 Chiều rộng mặt bằng công tác đầu tiên Bmin m 29 3 Chiều dài luồng xúc Lx m 49,5 4 Chiều rộng của khoảnh khai thác A m 10,0 5 Chiều rộng mặt tầng kết thúc bkt m 5,0 6 Chiều rộng đai bảo vệ bv m 5,0 7 Góc nghiêng sườn tầng khai thác ỏ độ 75 8 Khoảng cách an toàn mép ngoài tầng c m 1,5 28 5.2: Đồng bộ thiết bị mỏ 5.2.1: Lựa chọn đồng bộ thiết bị Thiết bị đồng bộ trên mỏ lộ thiên là mối quan hệ về số lượng và chất lượng của từng khâu công nghệ theo tất cả các quá trình sản suất chính và phụ cũng như các mối liên quan lẫn nhau giữa điều kiện địa chất và điều kiện kỹ thuật mỏ. Đồng bộ thiết bị được lựa chọn trên cơ sở phối hợp nguyên lý giữa hai khâu công nghệ kề nhau và toàn bộ dây chuyền đảm bảo cho chúng hoạt động được nhịp nhàng, phát huy tối đa công suất thiết bị đảm bảo về mặt hiệu quả kinh tế. Việc lựa chọn đồng bộ thiết bị mỏ dựa trên những cơ sở sau -Đồng bộ thiết bị bao gồm các máy có đặc tính kỹ thuật phù hợp với tính chất công nghệ của đất đá ( mức độ khó khoan, khó nổ, khó xúc, khó vận chuyển ) trong tong khâu của dây chuyền công nghệ -Đồng bộ thiết bị phải phù hợp với điều kiện khí hậu, điều kiện địa chất mỏ và điều kiện địa hình Dựa vào HTKT đã chọn, sản lượng của mỏ và điều kiện kinh tế cho phép, đồ án lựa chọn đồng bộ thiết bị trên cơ sở mỏ đang sử dụng Bảng 5.2: Đồng bộ thiết bị dùng cho mỏ đá vôi Bản Pênh 2 Stt Tên thiết bị Chỉ tiêu Giá trị Nơi sản xuất 1 Máy khoan thuỷ lực Cha 560 Đường kính lỗ khoan 76 mm Thụy điển 2 Máy khoan thuỷ lực cha Pantera 1100 Đường kính lỗ khoan 102 mm Thụy điển 3 Máy xúc thuỷ lực KomatsuPc 450 Dung tích gầu 2,3 m 3 Nhật 4 Máy ủi D6R Công suất 180 Mỹ 5 Máy khoan tay ðð-63 Đường kính lỗ khoan 42 mm Nga 6 Ôtô tự đổ Huyndai HD270 Tải trọng 15 tấn Hàn quốc 29 CHƯƠNG 6 SẢN LƯỢNG VÀ TUỔI MỎ 6.1: Sản lượng mỏ 6.1.1: Khái niệm Sản lượng mỏ lộ thiên không những thoả mãn những điều kiện về kỹ thuật, tự nhiên và còn phụ thuộc vào điều kiện kinh tếcủa khu vực và của nghành. Sản lượng mỏ lộ thiên là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng cho bản thiết kế. Việc xác định sản lượng hợp lý cho mỏ lộ thiên cũng như khả năng sản lượng trong điều kiện địa chất mỏ cho trước là một nhiệm vụ quan trọng trong công tác thiết kế. Bên cạnh đó, việc khai thác đá không những nhằm thoả mãn nền kinh tế quốc dân về nhu cầu đá xây dựng mà còn phải đạt được hiệu quả kinh tế lớn nhất, tức là đảm bảo thu lợi nhuận tối đa với điều kiện tự nhiên và kỹ thuật mỏ xác định. Do đó công tác thiết kế đòi hỏi phải có những cân nhắc chi tiết, cẩn then trên cơ sở các quá trình tính toán vế kinh tế kỹ thuật 6.1.2: Những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến việc xác định sản lượng mỏ lộ thiên 1- Yếu tố tự nhiên Các yếu tố tự nhiên bao gồm: cấu tạo địa chất, điều kiện địa hình, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, điều kiện khí hậu vùng mỏ… 2- Yếu tố kỹ thuật Các yếu tố kỹ thuật là: phương án mở mỏ áp dụng, các thông số của hệ thống khai thác, đồng bộ máy móc thiết bị sử dụng, tốc độ khai thác xuống sâu hàng năm, trình tự phát triển của công trình mỏ, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật… 3- Yếu tố kinh tế Yếu tố kinh tế cụ thể là nhu cầu đổ bêtông của đập Thuỷ điện Sơn la về đá nghiền, giá thành sản phẩm, khả năng đầu tư cơ bản, năng suất khai thác, công suất trạm nghiền đá. Yếu tố kỹ thuật có tác dụng quyết định đến khả năng sản lượng mỏ lộ thiên đó là tốc độ khia thác xuống sâu hàng năm của mỏ Sản lượng mỏ xác định theo điều kiện kỹ thuật là trị số tối đa có thể, tuy nhiên không phải bao giờ cũng là giá trị số hợp lý về mặt kinh tế. Do vậy phải kiểm tra lại sản lượng mỏ theo điều kiện kinh tế 6.1.3: Sản lượng mỏ đá vôi Bản Pênh 2 1- Chế độ làm việc của mỏ Chế độ làm việc của mỏ phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Phù hợp với chế độ của nhà máy - Phù hợp với luật lao động của Việt nam - Phù hợp với điều kiện tự nhiên, thời tiết khí hậu theo mùa (mùa đông và mùa hè ) và các đặc thù của mỏ lộ thiên làm việc ngoài trời. Căn cứ vào các điều kiện trên, chế độ làm việc của mỏ được xác định như sau: Số giờ làm việc trong ca: 6 giờ Số ca làm việc trong ngày: 2 ca Số ngày làm việc trong tháng: 26 ngày Số tháng làm việc trong năm: 12 tháng Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày 2- Công suất mỏ Công suất của mỏ được xác định theo công suất của trạm nghiền 500.000 m3/năm 3- Sản lượng khai thác Sản lượng khai thác hàng năm của mỏ được xác đinh theo công thức sau: Aq = Vs . Sq .η . ( 1 + r) ; m3 / năm Trong đó : Sq - Là diện tích khai thác trên tầng η - Là hệ số thu hồi đá ; η = 0,85 r - là hệ số làm nghèo đá; r = 10% Vs - Tốc độ xuống sâu hàng năm: m/năm 30 m/n¨m; c s T HV = Trong đó H: Chiều cao tầng Tc: Thời gian chuẩn bị tầng mới, năm Thời gian chuẩn bị tầng mới được tính từ khi bắt đầu mở rộng tầng trên cho tới khi kết thúc công tác đào hào đến tầng cuối cùng (thời kỳ kết thúc) của mỏ. Thời gian chuẩn bị tầng mới phụ thuộc vào thời gian đào hào dốc, đào hào chuẩn bị và thời gian mở rộng tầng. Để tăng tốc độ xuống sâu tức là giảm thời gian chuẩn bị tầng. Trong đó bố trí một máy xúc tham gia đào hào dốc, sau đó đào hào chuẩn bị và mở rộng blốc cuối cùng của tuyến công tác. Các máy xúc khác sẽ lần lượt đưa vào mở rộng trên các blốc còn lại. Do đó thời gian chuẩn bị tầng mới sẽ là: Tc = td + m.(tc + tm), năm Trong đó td- Thời gian đào hào dốc, năm tc - Thời gian đào hào chuẩn bị, năm tm- Thời gian mở rộng tầng, năm a. Thời gian đào hào dốc )cot.33,05,0( .. 2 αgHbQCi H Q V t d xx d d +== Trong đó : H: Chiều cao tầng H = 5,0 m i = 8% - Độ dốc khống chế của hào C: Hệ số giảm năng suất của máy xúc khi đào hào dốc C = 0,6 bd :Chiều rộng đáy hào dốc bd=10m α = 75o- Góc nghiêng sườn tầng. Qx: Năng suất của máy xúc trong 1 năm Qxn: Năng suất của máy xúc trong 1 ca 3600. . . . . . ( ) d n xn e r n c E K t TQ a T K t t η = + 3; m /c E: Dung tích gầu xúc E = 2,3 m3 Kd: Hệ số xúc đầy gầu Kd = 0,7 tn: Thời gian máy xúc làm việc liên tục tại một vị trí đứng máy tn=3600s T: Thời gian làm việc T = 6h η: Hệ số sử dụng thời gian trong ca làm việc η = 0,7 Te: Thời gian chu kỳ xúc Te= 23s Kr: Hệ số nở rời của đất đá Kr = 1,5 tc: Thời gian máy di chuyển tới vị trí làm việc khác tc= 600s cam xx xxxxxQxn /8,604)6003600(5,123 7,0636007,03,23600 3 = + = Qxn= 604,8 m3/ca Năng suất ngày của máy xúc Qxngay=Qx.Số ca trong 1 ngày Qxngay=604,8 x 2 = 1.209,6 m3/ngày Năng suất năm của máy xúc Qx=Qxngay. Ngày làm việc Ngày làm việc của máy xúc trong năm là 280 ngày Qx= 1209,6 x 300 = 362880 m3/năm 31 Vậy )75cot.5.33,010.5,0( 362880.6,0.08,0 52 gt d += năm td = 0,078 năm b. Thời gian đào hào chuẩn bị được xác định: n¨m;)gcot.Hb(Q.C L.H t 0 x x c α+= Trong đó: Lx: Chiều dài tuyến công tác Lx= 49,5 m H: Chiều cao tầng khai thác H =5,0 m bo: Chiều rộng đáy hào chuẩn bị bo=10 m Qx: Năng suất của máy xúc Qx= 362880 m3/năm C: Hệ số giảm năng suất gầu xúc khi đào hào C =0,6 012,0)75cot0,510( 3628806,0 5,490,5 =+= gx x x tC năm c. Thời gian mở rộng khu vực hào (tm) n¨m, x x m Q HBL t .. 0 = Lx= 49,5 m - Chiều dài tuyến công tác. H=5,0 m - Chiều cao tầng khai thác. B0: Khoảng cách cần thiết để mở rộng tuyến tầng công tác đảm bảo cho việc mở rộng tầng mới B0=Bmin+ H(cotgα+cotgγ), m Bmin: Chiều rộng mặt tầng công tác Bmin= 29 m α: Góc nghiêng sườn tầng α = 750 γ: Góc nghiêng bờ công tác γ = 700 Bo= 29 + 5(cotg750+ cotg 700) =32,2 m Qx= 362880 m3/năm- Năng suất của máy xúc. n¨m0,019== 362880 5295,49 xx tm Chiều dài tuyến công tác Lt để mỏ luôn đạt sản lượng thiết kế ta lấy tuyến công tác dài nhất Lt = Ltm- Hp(ctgγt+ ctgγv); m Ltm: Chiều dài tuyến khai thác lớn nhất Ltm = 150 m Lt = Ltm- Hp(ctgγt+ ctgγv) = 150 - 5(cotg700+ cotg700) = 146,85 m *Số khu vực- blốc làm việc trên tầng 3 5,49 85,1456 === Lx L m t * Thời gian chuẩn bị tầng mới sẽ là Tc = td + m.(tc + tm) = 0,078 + 3.(0,012 +0,019) = 0,171 năm Tốc độ xuống sâu hàng năm của mỏ 29,24== 171,0 0,5 sV m/năm Vậy sản lượng khai thác hàng năm của mỏ Aq = 29,24ì240ì220ì0,85( 1 + 0,1 )=1443520,32 m3/năm 6.2: Tuổi mỏ Tuổi mỏ được tính từ khi đưa mỏ vào sản xuất đến khi đóng cửa mỏ. q t A QT = ; năm 32 Qt: Khối lượng đất, đá khai thác được trong thời gian tồn tại của mỏ Qt= 2648120 m3 Aq: Khối lượng đất khai thác trong 1 năm Aq = 1443520,32 m3/năm 8,1 32,1443520 2648120 ==T năm CHƯƠNG 7 CHUẨN BỊ ĐẤT ĐÁ ĐỂ XÚC BÓC 7.1: Khái niệm Vịêc chuẩn bị đất đá để xúc bốc là bao gồm tổng hợp các biện pháp làm thay đổi trạng thái của khối đá, nhằm mục đích tạo điều kiện cho công tác xúc bốc, vận tải, thải đá được tiến hành thuận lợi và đạt năng suất cao. Đất đá được chuẩn bị tốt thì sẽ làm tăng tuổi thọ của các thiết bị xúc bốc và vận tải. Việc chuẩn bị đất đá để xúc bốc có thể bằng nhiều phương pháp khác nhau như: + Phương pháp khoan nổ mìn + Phương pháp sức nước + Phương pháp hoá học + Phương pháp vật lý + Tổng hợp các phương pháp trên Đối với điều kiện cụ thể về đất đá và thiết bị của mỏ Bản Pênh 2 thì việc chuẩn bị đất đá bằng phương pháp khoan nổ mìn là phù hợp vì đảm bảo yêu cầu cho công tác nghiền sàng, phù hợp với hình thức vận chuyển bằng cơ giới tại vùng mỏ, hiệu quả kinh tế, ít gây tác hại đến môi trường Các công tác chuẩn bị đất đá để xúc bốc được tiến hành theo các giai đoạn như: Khoan - nổ mìn - xúc chuyển. 7.2: Công tác khoan 7.2.1: Lựa chọn thiết bị khoan Công tác khoan nổ ở mỏ lộ thiên chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như: độ cứng, độ nứt nẻ, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình… Thành phần đá của mỏ Bản Pênh 2 được xếp vào loại khó khoan, vì vậy việc lựa chọn thiết bị khoan ở mỏ Bản Pênh 2 phải thoả mãn yêu cầu sau: - Khoan được đá có độ cứng f = 8 - Khoan được trong điều kiện có nước mạch, nước ngầm - Thiết bị khoan phải bền, vận hành đơn giản, dễ sửa chữa, dễ thay phụ tùng khi hang Để chọn được loại máy khoan phù hợp với các yêu cầu trên cho mỏ chọn máy khoan thuỷ lực tự hành đập xoay: PANTERA 1100 D102 mm và máy khoan con ðð-63 D42 mm Bảng 7.1 : Đặc tính kỹ thuật của máy khoan PANTERA 1100 TT Các thông số Đơn vị Giá trị 1 Công suất động cơ Kw 257 2 Áp lực khí nén Bar 55 3 Tiêu hao khí nén m3/phút 32 4 Trọng lượng kg 18700 5 Kích thước, dài x rộng x cao mm 11200 x 2850 x 3050 6 Khả năng vượt dốc độ 30 7 Áp lực nền Kg/cm2 0.73 8 Đường kính mũi khoan mm 102 9 Đường kính cần khoan mm 45 10 Chiều dài cần mm 3600 11 Công suất đập KW 22,4 12 Năng lượng đập KGm 31,4 13 Số lần đập Lần/phút 2400ữ2600 14 Số vòng quay Vòng/phút 200ữ2420 33 7.2.2: Tính toán công tác khoan 1. Sản lượng đá nguyên khối cần phá vỡ trong năm Sản lượng đá nguyên khối cần phá vỡ trong năm của mỏ: A = 1688049 m3/năm 2. Năng suất máy khoan Năng suất của máy khoan được xác định Qn = Vh . n . T . N . ỗt m/năm ( 7.1 ) Trong đó: n : Số ca làm việc trong ngày, n = 2 T : Số giờ làm việc trong ca, T = 6 N : Số ngày làm việc trong năm, N = 300 ỗt : Hệ số sử dụng thời gian khoan, ỗt = 0,7 Vh : Tốc độ khoan trong giờ Vh = 2 2 11 ... ..6,0 KdKP nW k k m/h ( 7.2 ) Trong đó: W : Năng lượng đập, W = 31,4 nk : Số lần đập trong phút, nk = 2400 ữ 2600, chọn nk = 2500 lần/phút P1 : Mức độ khó khoan, đá có f ≤ 10, chọn P1 = 15 K1 : Hệ số phụ thuộc vào mức độ khó khoan, P1 = 15, chọn K1 =1,03 dk : Đường kính lỗ khoan, d = 10,2 cm K2 : Hệ số kể đến hình dạng đầu mũi khoan, choòng khoan chữ thập, K2 = 1,1 Thay số vào công thức ( 7.2 ) ta được Vh = 64,261,1.2,10.03,1.15 2500.4,31.6,0 2 = m/h Thay tất cả vào công thức ( 7.1 ) ta được Qn = 26,64 ì 2 ì 6 ì 300ì0,7 = 67132,8 m/năm 3. Số máy khoan cho khai thác Nk = PQ A n d . , chiếc ( 7.3 ) Trong đó: Ad : Sản lượng khai thác đá; Ad = 1443520,32 m3/năm Qn : Năng suất năm của máy khoan; Qn = 67132,8 m/năm P : Suất phá đá của 1 m lỗ khoan; P = 5,67 m3/m Thay vào công thức ( 7.3 ) ta được Nk = 7,15,12.8,67132 32,1443520 = chiếc Chọn số máy khoan 2 chiếc 7.2.3: Tổ chức công tác khoan Tổ chức công tác khoan cần phải đảm bảo hiệu quả cao nhất của máy khoan và an toàn giữa công tác khoan với các quy trình sản suất trên mỏ. Để đạt yêu cầu trên, công tác khoan được bố tri theo khu vực và theo tuyến. Khi khoan tại các lỗ sát hàng ngoài mép tầng thì máy khoan phải đặt ngoài phạm vi lăng trụ trượt lở để đảm bảo an toàn cho máy khoan. Sơ đồ di chuyển khoan như sau: 34 Hình 7.1 : Sơ đồ di chuyển máy khoan 7.3: Công tác nổ mìn 7.3.1: Các thông số của mạng khoan nổ 1. Đường kính lỗ khoan, ( dk ) Việc lựa chọn đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất đá: độ cứng, độ nứt nẻ…Với đất đá mỏ đá vôi Bản Pênh 2 chọn đường kính lỗ khoan dk =102 mm 2. Chiều sâu khoan thêm, ( Lkt ) Chọn chiều sâu khoan thêm Lkt = 0,1 ì Ht = 0,1 ì 7,5 = 0,8 m 3. Chiều sâu lỗ khoan, ( Lk ) Với chiều cao tầng 15 m ta chia tầng xúc bốc làm hai tầng, mỗi tầng Ht = 7,5 m. Vậy chọn chiều sâu lỗ khoan: Lk = Ht + Lkt = 7,5 + 0,8 = 8,3 m 4. Đường cản chân tầng, ( Wct ) Wct = 53.KT.dk. dγ .∆ , m Trong đó: KT : Hệ số nứt nẻ, K1 = 1,1 dk : Đường kính lỗ khoan, dk = 0,102 m Ä : Mật độ nạp thuốc, Ä = 0,95 T/m3 ód : Trọng lượng thể tích đá, ód = 2,71 T/m3 Thay vào công thức trên ta được: Wct1 = 53ì1,1ì0,102ì 71,2 95,0 , m Wct1 = 3,5 m 5. Khoảng cách giữa các lỗ khoan, a a = m. Wct , m m : Hệ số khoảng cách, nổ vi sai chọn m = 1,10 a = 1,10 ì 3,5 = 3,8 m 6. Khoảng cách giữa các hàng khoan, b Khi dùng mạng ô vuông: b = a = 3,8 m 7. Chỉ tiêu thuốc nổ, ( q ) 3 5/2 0 34 /.5,0)...10.3,36,0.(..13,0 mK d ddfq tn cp td kg;        += −γ ó : Mật độ đất đá ó = 2,71 T/m3 f: Hệ số độ kiên cố f=8 d0: Kích thước trung bình của khối nứt d0=(0,5÷1) m lấy d0=0,7 m dt: Đường kính lượng thuốc dt = 0,09 m 35 dcp: Kích thước cục đá cho phép dcp ≤ ( 0,75 ữ 0,8 ) ì 3 E , m E = 2,3 m3 – Dung tích gầu xúc dcp ≤ ( 0,99 ữ 1,05 ) m, chọn dcp = 0,9 m 123,1 890 1000 === tt ch tn Q Q K - Hệ số điều chỉnh thuốc nổ Qch=1000 kcal/kg năng lượng nổ của thuốc nổ chuẩn Qtt=890 kcal/kg năng lượng nổ của thuốc nổ tính toán Thay vào công thức trên ta được 123,1. 9,0 5,0).09,0.7,0.3,36,0.(8.71,2.13,0 5/2 4       +=q , kg/m3 q= 0,42 kg/m3 8. Lượng thuốc nạp cho một lỗ khoan, ( Q ) + Lượng thuốc nạp cho lỗ khoan hàng ngoài Q1 = q. a. W. Lk = 0,42. 3,8 . 3,5 . 8,3 = 46,36kg + Lượng thuốc nạp cho lỗ khoan hàng trong Q2 = q. a. b. Lk = 0,42. 3,8,0. 3,8 . 8,3 = 50,34 kg 9. Chiều cao cột thuốc, ( Lt ) Lt = p Q , m Trong đó: Q : Lượng thuốc nạp trong lỗ khoan, kg p : Lượng thuốc nạp trong 1 m chiều dài lỗ khoan, kg/m p = 0,785. dk2. Ä dk : Đường kính lỗ khoan, dk = 0,102 m Ä : Mật độ nạp thuốc nổ, Ä = 950 kg/m3 p1 = 0,785. dk2. Ä = 0,785. 0,1022. 950 = 7,758 kg/m + Chiều cao cột thuốc hàng ngoài Ltn = 1 1 p Q = 97,5 758,7 36,46 = m + Chiều cao cột thuốc hàng trong Ltt = 1 2 p Q = 48,6 758,7 34,50 = m 10. Chiều dài bua, ( Lb) + Chiều cao bua hàng ngoài Lbn = Lk - Ltn = 8,3 – 5,97 = 2,33 m + Chiều cao bua hàng trong Lbt = Lk - Ltt = 8,3 – 6,48 = 1,82 m 11. Suất phá đá trên 1 m lỗ khoan S = [ ] [ ] 5,12 3,8.2 8,35,3.5,7.8,3 .2 .. = + = + k ct L bWHa m3/m 7.3.2: Lượng thuốc nổ cho một lần nổ Q1đ =q. V , kg Khối lượng thuốc nổ cần thiết để phá vỡ đất đá đảm bảo dự trữ cho máy xúc làm việc trong 2 ngày. V = 2. 47,9623 300 32,1443520 .2 300 == nA m 3 An : Sản lượng khai thác năm của mỏ, An = 1443520,32 m3/năm Lượng thuốc nổ cho một đợt nổ 36 Q1đ =0,42. 9623,47 = 4041,86 kg 7.3.3: Khoảng cách an toàn đối với người và máy 1. Khoảng cách an toàn về chấn động Đối với nhà cửa và công trình được xác định theo công thức Rc = Kc . ỏ . 3 1dQ , m Trong đó: Kc : Hệ số phụ thuộc vào tính chất nền công trình cần bảo vệ, đối với đá vôi Kc = 4 ỏ : Hệ số phụ thuộc vào chỉ số tác dụng nổ n, ỏ = 1 Q1đ : Khối lượng thuốc nổ của một đợt nổ, Q1đ = 4041,86 kg Thay vào công thức trên ta được Rc = 4 . 1 . 3 86,4041 = 63,8 m 2. Khoảng cách an toàn về sóng đập không khí Đối với người, do yêu cầu công việc phải tiếp cận tối đa tới chỗ nổ mìn , khoảng cách an toàn về sóng đập không khí được xác định như sau: Rmin = 15. 3 1dQ = 15. 3 86,4041 = 239 m 3. Khoảng cách an toàn do đá văng Đối với người: Rmin = 350 m Đối với máy: Rmin = 150 m 7.3.4: Lựa chọn loại thuốc nổ và phương tiện nổ 1. Thuốc nổ Theo điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn của mỏ, chọn loại thuốc nổ thông dụng sau: Amonit số 1 ( AĐ1 ), nhũ tương EE31. Tính năng cơ bản của hai loại thuốc nổ trên được thể hiện trong bảng sau: Bảng 7.2 : Đặc tính kỹ thuật cơ bản của thuốc nổ AĐ1 Stt Tính năng kỹ thuật Đơn vị Giá trị 1 Tỷ trọng g/cm3 0,95 ữ 1,05 2 Sức công phá mm 14 ữ 16 3 Khả năng sinh công cm3 340 ữ 360 4 Tốc độ nổ m/s 3600 ữ 4200 5 Khả năng chịu nước Giờ ≤ 5 6 Độ nhạy nổ K8, dây nổ 7 Thời gian bảo đảm Tháng ≤ 6 Bảng 7.3 : Đặc tính kỹ thuật cơ bản của thuốc nổ EE31 Stt Tính năng kỹ thuật Đơn vị Giá trị 1 Tỷ trọng g/cm3 1,05 ữ 1,25 2 Sức công phá mm 14 ữ 16 3 Khả năng sinh công cm3 290 ữ 320 4 Tốc độ nổ m/s 3800 ữ 4500 5 Khả năng chịu nước Giờ ≤ 24 6 Độ nhạy nổ K8, dây nổ 7 Thời gian bảo đảm Tháng ≤ 6 2. Kíp nổ Bảng 7.4: Đặc tính kỹ thuật cơ bản của kíp điện vi sai Stt Tính năng kỹ thuật Đơn vị Giá trị 1 Vật liệu làm vỏ Nhôm 2 Cường độ nổ kíp số 8 3 Đường kính ngoài mm 7,2 4 Đường kính trong mm 6,4 5 Chiều dài kíp mm 60 37 6 Chiều dài dây dẫn m 2,5/ 4,5/ 6,0 7 Điện trở toàn phần ôm 2,5 ữ 3,5 8 Dòng điện an toàn A 0,18 9 Dòng điện đảm bảo nổ DC 1,2 10 Số vi sai 1/2/3/4/5/6/7/8/9/10 11 Độ vi sai ms 25/50/75/100/125 150/200/250/325/400 3. Dây nổ Dây nổ mỏ sử dụng có mật độ 12 g/m 4. Dây điện nối mạng Dùng dây dẫn điện nổ mìn vỏ nhựa: PKM 0,45 ì 1, chiều dài cuộn 500 m và 1000 m loại dây đơn 7.4: Phá đá quá cỡ Khi phá vỡ đá lần 1 bằng phương pháp khoan nổ mìn không tránh khỏi đá quá cỡ phát sinh. Theo kết quả thống kê ở mỏ tỷ lệ đá quá cỡ thường ≤ 1 % Khối lượng đá cần phá vỡ trong năm của mỏ Vqc = 0,01 ì 1443520,32 = 14435 m3 Dùng máy khoan tay ðð – 63 D42 mm, khoan để nổ phá đá quá cỡ Chiều dài khoan: lk = 3 2 .B , m B : Chiều rộng hòn đá, m Lượng thuốc nổ để phá vỡ 1 hòn đá Q = qqc. Vqc , kg Trong đó: qqc : Chỉ tiêu thuốc nổ phá đá quá cỡ, theo kinh nghiệm chọn qqc = 0,25 kg/m3 7.5: Công tác ủi, gạt 7.5.1: Lựa chọn máy ủi Chọn máy ủi CATERPILLAR D6R 180CV Bảng 7.5 : Đặc tính kỹ thuật cơ bản của máy ủi D6R Stt Các thông số Đơn vị Giá trị 1 Công suất động cơ CV 180 2 Kích thước máy( dàiì rộngìcao ) m 4,7ì2,45ì3,05 3 Trọng lượng làm việc Tấn 36 4 Kích thước lưỡi gạt ( dài ì cao ) m 3,2 ì 1,4 5 Chiều dài tiếp đất của xích m 3,0 6 Chiều rộng xích m 0,56 7 Khối đất đá trước bàn gạt m3 6,0 8 Tiêu hao nhiên liệu Lit/giờ 22 7.5.2: Tính năng suất của máy ủi Qq = η rc d KT TnKV . ....3600 1 ; m3/ngày Trong đó: Vđ : Khối lượng đất đá trước bàn gạt; Vđ = 5,7 m3 K1 : Hệ số ảnh hưởng do độ dốc và chiều dài quãng đường vận chuyển; K1 = 0,7 khi l ≤ 50 m n : Số ca làm việc trong ngày; n = 2 T : Thời gian làm việc trong ca; T = 7 giờ Kr : Hệ số nở rời của đất đá trong lăng trụ gạt; K1 = 1,5 ỗ : Hệ số sử dụng thời gian; ỗ = 0,85 Tc : Thời gian chu kỳ làm việc của máy ủi, gạt; 38 Tc = p k cx c c x x t V LL V L V L + + ++ ; giây Trong đó: Lx , Lc : Chiều dài khu vực gom và gạt chuyển đá; m Lx =10 m, Lc = 40 m Vx , Vc , Vk : Tốc độ máy ủi khi gom, khi chạy có tải, chạy không tải: 0,3 m/s , 0,5 m/s , 0,8 m/s Tp : Thời gian thay đổi tốc độ và hạ lưỡi gạt; tp = 10 s Thay vào công thức trên ta được: Tc = 186108,0 4010 5,0 40 3,0 10 =+ + ++ giây Qq = 85,05,1.186 7.2.7,0.7,5.3600 = 613 m3/ngày 7.5.3: Tính số lượng máy ủi Số lượng máy ủi, gạt phục vụ cho mỏ được xác định theo công thức: Nmu = dt nam d kQ V . , chiếc Trong đó: Vd : Khối lượng đất đá phải ủi, gạt trong 1 năm. bằng 20 % khối lượng khai thác: Vd = 1443520,32 ì 0,2 = 288704 m3/năm kdt : Hệ số dự trữ thiêt bị, kdt = 1,1 Số lượng máy ủi, gạt phục vụ cho mỏ Nmu = 72,11,1.300.613 288704 = chiếc Chọn máy ủi, gạt phục vụ cho mỏ N = 2 chiếc 7.6: Tổng hợp các thông số khoan nổ mìn Bảng 7.6: Tổng hợp các thông số khoan nổ mìn ở tầng khai thác Stt Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị 1 Đường kính lỗ khoan D mm 102 2 Chiều cao tầng H m 7,5 3 Đường cản chân tầng W m 3,5 4 Chiều sâu khoan thêm Lkt m 0,8 5 Chiều dài lỗ khoan Lk m 8,3 6 Khoảng cách giữa các lỗ a m 3,8 7 Khoảng cách giữa các lỗ hàng b m 3,8 8 Chỉ tiêu thuốc nổ q kg/m3 0,42 9 Lượng thuốc LK hàng ngoài Q1 kg 46,36 10 Lượng thuốc LK hàng trong Q2 kg 50,34 11 Chiều dài cột thuốc hàng ngoài Ltn m 5,97 12 Chiều dài cột thuốc hàng trong Ltt m 6,48 39 13 Chiều dài bua hàng ngoài Lbn m 2,33 14 Chiều dài bua hàng trong Lbt m 1,82 15 Suất phá đá trên 1 m lỗ khoan S m3/m 12,5 16 Phương pháp nổ Kíp điện vi sai + dây nổ 17 Thuốc nổ sử dụng AĐ1 , EE31 18 Khoảng cách an toàn chấn động Rc m 63,8 19 Khoảng cách an toàn sóng đập không khí Rmin m 239 20 Khoảng cách an toàn do đá văng + Với người + Với máy Rmin Rmin m m ≥ 300 ≥ 150 7.7: Sơ đồ công nghệ khai thác từ +320 xuống + 200 ( Thi công theo phương ngang ) Khai thác từ +320 xuống +200 40 CHƯƠNG 8 CÔNG TÁC XÚC BỐC 8.1: Khái niệm Xúc bốc là quá trình chuyển đất đá và khoáng sản lên các thiết bị vận tải. Công tác xúc bốc trên mỏ lộ thiên là một trong những khâu công nghệ chính trong dây chuyền công nghệ khai thác mỏ. Năng suất của khâu này quyết định năng suất của khâu công nghệ khác có liên quan và ảnh hưởng trức tiếp đến hiệu quả của công tác mỏ 8.2: Lựa chọn thiết bị xúc Với khối lượng xúc hàng năm của mỏ là 1443520,32 m3/năm. Chọn máy xúc KOMATSU PC 450. Đặc tính kỹ thuật cơ bản của máy xúc được thể hiện trong bảng duới Bảng 8.1: Đặc tính kỹ thuật cơ bản của máy xúc Komatsu PC 450 Stt Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 1 Loại Bánh xích 2 Công suất định mức KW 257 3 Dung tích gầu m3 2,3 4 Chiều dài tay gầu mm 2.900 5 Trọng lượng vận hành Kg 44.845 6 Khả năng đào cao mm 10.285 7 Khả năng đào sâu mm 7.345 8 Tầm cao đổ tải mm 7.080 9 Tầm vươn xa nhất mm 11.445 10 Động cơ Komatsu SAA6D 125E-5 11 Tốc độ di chuyển Km/h 5,6 12 Kích thước tổng thể( dì rì c ) mm 11.995ì3.190ì3.265 13 Xuất sứ Nhật bản 14 Tiêu hao nhiên liệu Lit/giờ 20 8.3: Năng suất và số lượng máy xúc 8.3.1: Tính năng suất của máy xúc Năng suất của máy xúc Komatsu PC450 được tính như sau: Qx = rc d kt nNTkE . ......3600 η ; m3/năm ( 8.1 ) Trong đó: E : Dung tích gầu, E = 2,3 m3 kd : Hệ số xúc đầy gầu, kd =0,85 T : Thời gian làm việc trong ca, T = 8 giờ N : Số ngày làm việc trong năm, T = 300 n : Số ca làm việc trong ngày, n = 2 ỗ : Hệ số sử dụng thời gian, ỗ = 0,7 tc : Chu kỳ xúc, tc = 35 giây kr : Hệ số nở rời của đá trong gầu, kr = 1,5 Thay vào công thức ( 8.1 ) ta được Qx = 4504325,1.35 7,0.2.300.8.85,0.3,2.3600 = m3/năm 8.3.2: Số lượng máy xúc phục vụ cho mỏ Số lượng máy xúc phục vụ cho mỏ được tính theo công thức Nmx = 2,3450432 32,1443520 == x x Q V chiếc Chọn số máy xúc 3 chiếc 41 8.4: Công tác tổ chức xúc trên mỏ a. Sơ đồ máy xúc đất đá sử dụng gương bên hông Ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo được năng suất của máy xúc do giảm được góc quay dỡ tải, sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô trong gương là tốt nhất, do đó rút ngắn được thời gian chu kỳ xúc đồng thời sơ đồ này đảm bảo được sự bằng phẳng của gương xúc là tốt nhất b. Sơ đồ máy xúc với gương dưới mức máy đứng Máy xúc thủy lực gầu ngược Komatsu PC 450 đứng ngay trên đống đá đã được làm tơi bằng phương pháp khoan nổ mìn để xúc đá và chất vào ôtô Huyndai HD 270 ở dưới. Máy xúc thuỷ lực gầu ngược có thể làm việc với các sơ đồ sau: - Xúc ở dưới và chất vào ôtô đặt ở mức máy đứng. - Xúc ở trên đống đá và chất vào ôtô đặt ở tầng dưới. c. Chiều cao xúc lớn nhất của gương Hgmax ≤ Hxmax = 7,345 m Do đó để đảm bảo cho máy xúc đạt năng suất cao ta lấy chiều cao gương là: Hg = 7,0 m CHƯƠNG 9 CÔNG TÁC VẬN TẢI 9.1: Lựa chọn hình thức vận tải và kiểu thiết bị vận tải 9.1.1: Hình thức vận tải Vận tải là một khâu quan trọng trong dây truyền công nghệ khai thác mỏ, nội dung chủ yếu là vận chuyển đất đá bóc ra bãi thải và đá có ích từ gương khai thác đến các trạm tiếp nhận trên mặt đất. Do vậy việc lựa chọn có các yêu cầu cơ bản sau: - Cung độ vận tải nhỏ nhất nếu có thể. - Sử dụng ít hình thức vận tải, ít kiểu phương tiện để dễ thay thế sửa chữa. - Dung tích và độ bền của phương tiện vận tải phải phù hợp với công suất của thiết bị xúc bốc, tính chất cơ lý của đất đá. - Hình thức vận tải chắc chắn, giờ chết của thiết bị ít, an toàn cao nhất và chi phí là nhỏ nhất. Xét điều kiện địa hình của mỏ đá vôi Bản Pênh 2 ta thấy địa hình hầu hết là núi cao, diện tích khai trường nhỏ và thường ở các đỉnh, sườn núi lên ta chọn hình thức vận tải ôtô là tự đổ. 9.1.2: Chọn thiết bị vận tải và sử dụng Thiết bị vận tải mỏ chọn là ôtô tự đổ Huyndai HD270 có tải trọng 15 tấn. Thông số kỹ thuật cơ bản của ôtô được thể hiện trong bảng sau: Bảng 9.1: Thông số kỹ thuật của ôtô Huyndai HD 270 Stt Các thông số Đơn vị Giá trị 1 Trọng lượng không tải Kg 11.060 2 Trọng tải thiết kế Kg 15.000 3 Trọng lượng toàn tải Kg 26.060 4 Công suất động cơ Hp 320 5 Tốc độ tối đa Km/h 60 6 Kích thước xe ( dàiìrộngìcao ) m 7,660ì2,495ì2,860 7 Bán kính vòng tối thiểu m 8,0 8 Tiêu hao nhiên liệu l/100 km 22 42 9.2: Mô tả tuyến đường vận tải trong mỏ Các thông số của tuyến đường đã được tính và thể hiện trong chương 4. Mỏ gồm các đường: KT4, KT4-1, KT4-2, KT5, KT5-1, KT6, KT6-1, KT6-2, ĐN3, ĐN2 có độ rộng 10 m, đường ĐN1 rộng 6 m 9.3: Năng suất và số lượng ôtô 9.3.1: Năng suất của ôtô Năng suất vận tải của ôtô từ khai trường về trạm nghiền sàng được tính như sau: Qo = c t T kTnq η.....3600 , T/ngày ( 9.1 ) Trong đó: q : Tải trọng của ôtô, T = 15 tấn n : Số ca làm việc trong ngày, n = 2 ca T : Thời gian làm việc trong ca, T = 8 giờ kt : Hệ số sử dụng tải trọng, kt = 0,9 ỗ : Hệ số sử dụng thời gian trong ngày, ỗ = 0,8 Tc : Thời gian chu kỳ xe chạy Tc = tx + td + tc + tk + tm ( 9.2 ) tx : Thời gian xúc đầy xe, tx = dd cr kE tkq .. .. ' γ ( 9.3 ) ód : Trọng lượng thể tích đá, ód = 2,71 T/m3 kr : Hệ số nở rời của đá trong gầu xúc, kr = 1,5 E : Dung tích gầu xúc, E = 2,3 m3 kd : Hệ số xúc đầy gầu, kd = 0,8 t’c : Thời gian chu kỳ xúc: t’c = 35 giây Thay vào công thức ( 9.3 ) ta được: tx = 1588,0.3,2.71,2 35.5,1.15 .. .. ' == dd cr kE tkq γ giây td : Thời gian dỡ hàng, td = 60 giây tc : Thời gian xe chạy có tải, tc = 16025 4000 == c c V L giây tk : Thời gian xe chạy không tải, tk = 11535 4000 == k k V L giây Lc , Lk : Chiều dài quãng đường xe chạy có tải và không tải: 4000 m Vc , Vk : Tốc độ xe chạy có tải và không tải: 25 km/h và 35 km/h tương ứng 6,94 m/s , 9,72 m/s tm : Thời gian trao đổi ở trạm nghiền và gương xúc, tm = 180 giây +Thời gian chu kỳ xe chạy Thay vào công thức ( 9.2 ) ta được: Tc = 158 +60 +160 + 115 + 180 = 673 giây +Năng suất vận tải của ôtô: Thay vào công thức ( 9.1 ) ta được: Qo = 924673 8,0.9,0.8.2.15.3600 = T/ngày 9.3.2: Số lượng ôtô phục vụ trên mỏ Số ôtô cần thiết cho vận tải đá từ khai trường về trạm nghiền sàng: No = 14300.924 32,1443520.71,2 . . . ==dt o vd k NQ Aγ xe 43 CHƯƠNG 10 CÔNG TÁC NGHIỀN SÀNG 10.1: Khái niệm chung Sau khi đá bị phá vỡ bằng khoan nổ mìn, đá nguyên khai được vận chuyển về bãi trữ của trạm nghiền. Với kích thước đá lớn nhất 90 cm, để có các loại đá thoả mãn cỡ cho nhu cầu đổ bê tông của đập Thuỷ điện cần phải qua khâu nghiền sàng. Nghiền sàng là khâu cuối cùng trong dây chuyền sản suất đá của mỏ đá. Khối lượng đá cần nghiền của mỏ 1.625.750 m3 , trong đó sản lượng khai thác đá nguyên khai hàng năm đạt 1.443.520,32 m3/năm Công nghệ nghiền sàng của mỏ được tiến hành bằng các máy nghiền côn sau: Sandwic: 500.000 m3/năm ( 3 trạm ) Máy nghiền côn là loại máy nghiền được sử dụng phổ biến nhất trong công nghệ sản xuất đá. Máy nghiền côn được dùng để nghiền đá ở mọi giai đoạn: thô, thứ cấp, nhỏ với độ cứng bất kỳ. Sự phá vỡ đá trong máy nghiền không chỉ do quá trình ép mà còn do quá trình bẻ, uốn, xảy ra liên tục khi mặt côn và mặt thép của đế máy tiến sát lại nhau. Đá rơi khỏi máy nhờ trọng lượng bản thân. Bề mặt nghiền của máy nghiền côn có dạng hình vòng, do vậy thành phần cỡ hạt cỉa đá nghiền ra đều hơn. 10.2: Quy trình công nghệ nghiền sàng Đá nguyên khai từ bunke chứa được chuyển trực tiếp vào máy nghiền thô nhờ băng chuyền xích, hoặc sau khi đã qua sàng thô. Bunke phải đảm bảo cho máy nghiền làm việc ít nhất 30 ữ 40 phút. Đá nghiền ra được qua băng tải để chuyển vào máy sàng. Sau khi sàng, đá được đưa vào nghiền lại để lấy cỡ hạt nhỏ hơn hoặc đưa thẳng vào bãi chứa vật liệu Công nghệ nghiền sàng hai giai đoạn là sơ đồ được sử dụng rộng rãi trên các xí nghiệp sản xuất đá dăm. Sản lượng đạt được là rất lớn. Sơ đồ quy trình nghiền hai giai đoạn. CHƯƠNG 11 CÔNG TÁC THẢI ĐÁ 11.1: Công tác thải đá Do mỏ có lớp đất đá phong hoá phủ lớn nên công tác thải đá mỏ rất được quan tâm. Khối lượng đá thải của toàn mỏ:1.022.370 m3 . 11.2: Vị trí bãi thải Từ đỉnh xuống +320 đất đá thải được vận chuyển qua các đường ĐN2 và ĐN3 ngang với bãi xúc trung gian + 320 ra bãi thải thượng lưu. Từ +320 trở xuống đất đá thải được chuyển qua đường KT4, KT5, KT6 và các đường nhánh đến bãi thải hạ lưu CHƯƠNG 12 CÔNG TÁC THOÁT NƯỚC 12.1: Tình hình chung của công tác thoát nước mỏ Mỏ sử dụng phương pháp khai thác lộ thiên hoàn toàn, trình tự khai thác từ trên xuống dưới. Từ đỉnh xuống +320 khai thác theo lớp đứng, từ +320 xuống + 200 khai thác theo lớp bằng với hai tầng cùng khai thác ở hai mức khác nhau. Cao độ đáy mỏ +200 cao hơn mực nước lũ lớn nhất +128 là 72 m, do vậy mỏ được thoát nước theo phương pháp tự chảy qua các rãnh thoát nước. Trên các sườn tầng cách bờ moong 1m tiến hành khoan các lỗ khoan tiêu nước ễ76 mm sâu 20 m vào trong vách sườn tầng, khoảng cách giữa các lỗ 10 m theo phương ngang. Tại miệng lỗ khoan đặt ống nhựa ễ76 mm dài 30 cm vào trong để giữ miệng lỗ ( đặt sâu vào trong 20 cm, thừa ngoài 10 cm ) 12.2: Tính toán thoát nước cho mỏ Công tác thoát nước mỏ chủ yếu là nước mưa và một phần nước ngầm Lượng nước lớn nhất trong trận mưa chảy vào mỏ được tính như sau: Qm = F. Amax .K1 m3/ng đêm Trong đó: F : Diện tích lưu vực nước mưa chảy vào lớn nhất, F = 18750 m2 44 Amax : Lượng mưa lớn nhất tại khu vực mỏ, Amax = 0,50 m/ng đêm K1 : Hệ số nứt nẻ, nứt nẻ vừa, K1 = 0,9 Qm = 18750. 0,5 .0,9 = 8438 m3/ng đêm CHƯƠNG 13 CUNG CẤP ĐIỆN MỎ 13.1: Cung cấp điện cho mỏ Do mỏ chỉ tổ chức ca làm việc vào ban ngày và các thiết bị phục vụ cho khai thác như: máy khoan, máy xúc, máy ủi..không dùng điện mà dùng dầu nên không cần cung cấp điện cho mỏ. Chỉ cần cung cấp điện cho kho chứa vật liệu nổ tại công trường cách mỏ 2 km về phía hạ lưu và cung cấp điện cho trạm nghiền sàng 13.2: Cung cấp điện cho trạm nghiền sàng 13.2.1: Công suất tiêu thụ a. Trạm nghiền: Sandvik: 500.000 m3/năm. Tiêu thụ 3 ì 1500 kwh b. Chiếu sáng trạm: Bãi trữ đá: 3 ì 4 kw Tổng lượng điện tiêu thụ giờ: 3112 kwh Tổng lượng điện tiêu thụ năm: 22.406.400 kw 13.2.2: Nguồn cung cấp Để đảm bảo cho trạm nghiền sàng hoạt động nhịp nhàng liên tục thì vấn đề cung cấp điện cho trạm rất quan trọng. Hầu hết các xí nghiệp mỏ thường tổ chức cung cấp điện theo sơ đồ sau Lưới điện Quốc gia Trạm BA 110/35KV TBA chính 35/10KV Tủ ph. phối 10/0.4KV 0,4KV 45 CHƯƠNG 14 KỸ THUẬT AN TOÀN, VỆ SINH CÔNG NGHIỆP, CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA CHÁY NỔ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 14.1: Khái niệm chung Trong thời kỳ đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá, hiện đại hoá, các cơ sở công nghiệp ngày càng phát triển mạnh. Trong đố khai thác mỏ nói chung và khai thác lộ thiên nói riêng cũng đang thể hiện những đột phá riêng của mình. Với tốc độ phát triển công nghiệp mỏ như hiện nay ngoài việc thu lại lợi ích kinh tế cho cơ sở sản suất mà còn phải đảm bảo an toàn trong lao động và bảo vệ môi trường sống. Đối với khai thác mỏ, an toàn lao động cho công nhân không những là thể hiện trình độ tay nghề của công mà còn thể hiện trình độ tổ chức lao động của Công ty. Bên cạnh đó việc bảo vệ môi trường mỏ cũng phải được quan tâm nhằm hạn chế tối đa sự ô nhiễm, phá vỡ sự cân bằng sinh thái và bảo vệ sức khỏe công đồng dân cư quanh mỏ Khi tiến hành khai thác mỏ đá vôi Bản Pênh 2 vấn đề an toàn lao động, bảo vệ môi trường và phòng chống cháy nổ rất được quan tâm 14.2: Kỹ thuật an toàn trên mỏ 1. An toàn trong công tác khoan Khi khoan máy khoan phải được bố trí ở nơi bằng phẳng, phải kiểm tra máy trước khi khởi động, thợ khoan không được rời khỏi máy khi đang làm việc, không được chứa thuốc nổ trên máy khoan. Phải thay thế các chi tiết đã hao mòn, phải thay và tra dầu mỡ thường xuyên, có chế độ bảo dưỡng máy khoan định kỳ, không được sửa chữa khi máy đang làm việc. Đối với máy nén khí IngersollRand XP750-WCU dùng cho máy khoan tay phải thường xuyên theo dõi đồng hồ báo nhiệt độ để xử lý khi nhiệt độ báo quá cho phép, vệ sinh bộ phận lọc bụi trước khi vận hành máy để máy thoát nhiệt được dễ. Chỉ người được đào tạo về vận hành máy mới được vận hành máy 2. An toàn trong công tác nổ mìn a. Công tác nổ mìn + Đối với người làm công tác nổ mìn ( lãnh đạo, chỉ huy, công nhân ), phải có trình độ hiểu biết nhất định về kỹ thuật an toàn VLNCN nhằm đáp ứng những yêu cầu về mặt kỹ thuật do nhiệm vụ công tác nổ mìn và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người, thiết bị và các công trình lân cận + Đội thợ mìn phải có sức khoẻ tốt, phải qua lớp huấn luyện nghiệp vụ và phải có chứng chỉ + Chỉ được phép vận chuyển thuốc và vật liệu nổ khi có lệnh của người có trách nhiệm về lĩnh vực nổ mìn, xe chở vật liệu nổ phải được đăng ký riêng và có bình cứu hỏa trên xe + Khi nạp mìn phải dùng gậy gỗ, nứa để tránh ma sát làm phát sinh tia lửa điện, không được bẻ gập dây nổ + Khi có sấm sét thì không được tiến hành nạp mìn, khi đang nạp thuốc mà có sấm sét thì phải dừng lại và đấu nối mạng nổ lại, toàn bộ đội mìn và người chỉ huy phải rời khỏi bãi mìn lập tức đến nơi ẩn nấp an toàn đợi sấm sét mưa xong mới được trở lại bãi mìn và tiếp tục công việc + Khi nạp mìn xong phải tiến hành lấp hết chiều dài bua, bua để lấp lỗ mìn có thể là đất sét, mùn khoan, cát ( không được dùng đá cục ) + Khi tiến hành nổ mìn phải có tín hiệu báo lệnh nổ, dùng âm thanh ( loa nhỏ cầm tay ) hoặc nổ thỏi mìn báo khoảng 0,2 kg sau 5 phút thì nổ. Tín hiệu phải đủ lớn để đảm bảo tất cả các trạm gác đều nghe, nhìn thấy rõ, các trạm gác phải có bộ đàm hoặc điện thoại di động để liên lạc với người chỉ huy nổ mìn. Các tín hiệu phải do người chỉ huy nổ mìn chịu trách nhiệm phát ra. Các tín hiệu phải ổn định trong thời gian dài b. Khoảng cách an toàn khi nổ mìn + Khoảng cách an toàn về chấn động: Rc ≥ 63,8 m + Khoảng cách an toàn về sóng đập không khí: Rmin ≥ 239 m + Khoảng cách an toàn do đá văng Với người: Rmin ≥ 300 m Với máy: Rmin ≥ 150 m c. Kiểm tra lại bãi mìn sau khi nổ 46 Sau khi nổ mìn mọi người kể cả công nhân nổ mìn vẫn phải ỏ nơi ẩn nấp. Riêng người chỉ huy nổ mìn phải tới xem xét bãi mìn đã nổ, nếu thấy không có gì nguy hiểm thì mới ra lệnh cho công nhân khác vào cùng kiểm tra tỷ mỷ lại bãi mìn để phát hiện mìn câm, mìn nổ sót..Nếu phát hiện mìn câm thì phải đặt ngay biển báo. Thấy chất nổ vương vãi phải thu nhặt rồi đem tiêu huỷ theo đúng quy định về tiêu huỷ vật liệu nổ d. Sử lý sự cố mìn câm Mìn câm có nhiều nguyên nhân, muốn giải quyết được mìn câm thì trước hết phải tìm được nguyên nhân làm lỗ mìn câm. Đây là công việc kỹ thuật phức tạp đòi hỏi phải rất thận trọng vì nó là nguyên nhân của nhiều vụ tai nạn lao động 3. An toàn trong công tác xúc bốc, vận chuyển a. Xúc bốc + Những công nhân lái máy xúc, máy ủi phải được đào tạo và có bằng, hàng năm phải được kiểm tra lại tay nghề + Chiều cao và góc sườn tầng phải phù hợp với loại đất đá và loại máy xúc + Khi nổ mìn hay sửa chữa máy xúc, máy ủi phải đưa đến nơi an toàn Những yêu cầu đối với máy xúc khi làm việc - Trước khi làm việc phải kiểm tra lại máy - Không lên xuống máy xúc khi đang làm việc - Không đứng trong tầm quay của máy xúc - Không hãm đột ngột khi đang quay gầu b. Vận chuyển + Người lái xe phải có bằng lái với đúng tải trọng của xe + Đã uống rượu, bia thì không được lái xe + Độ dốc dọc của đường không được vượt quá 8 ữ 12 % đối với chiều có tải và 12 ữ 14 % đối với chiều không tải + Tại các đoạn đường cong, cua tay áo phải có biển báo 14.3: Biện pháp phòng ngừa cháy, nổ a. Phòng cháy + Trên mỏ các thiết bị hoạt động riêng lẻ yêu cầu phải có bình cứu hoả ( bình nước và bình bọt khí ) b. Phòng nổ + Địa điểm xây dựng kho chứa VLNCN phải cách xa khu dân cư. + Để bảo vệ kho mìn, trạm biến áp thì nhất thiết phải có hệ thống thu sét. + Thuốc nổ phải được bảo quản trong kho, kho mìn phải khô ráo thoáng mát và được đặt ở nơi đảm bảo yếu tố an ninh, an toàn. + Không để kíp nổ vào chung một chỗ với các loại thuốc nổ khác như chứa cùng một kiện, cùng một conteno hay cùng một nhà kho. + Không để xăng dầu, dung dịch tẩy rửa, các chất hoà tan hay vật bức xạ nhiệt, bếp hay nơi có nguồn hơi nóng gần kho VLNCN. + Không được để các tấm vật liệu dễ bắt lửa hay các dụng cụ bằng kim loại có khả năng phát lửa trong kho chứa thuốc nổ. + Cấm hút thuốc lá trong kho chứa VLNCN + Không được để lá cây, cỏ mọc sát kho chứa VLNCN 14.4: Bảo vệ môi trường 1. Nguồn gây ô nhiễm Trong quá trình khai thác mỏ những yếu tố gây tác hại đến môi trường như: ô nhiễm bầu không khí, gây chấn động ảnh hưởng đến các công trình.. Những nguồn gốc chính gây tác động xấu đến môi trường như: + Lượng khí thải từ xe, máy + Lượng bụi trong khi khoan + Bụi và khí độc sinh ra khi nổ mìn + Bụi trên các đường vận tải 47 2. Biện pháp giảm sự ô nhiễm Lượng bụi sinh ra trên mỏ phần lớn do nổ mìn, khoan, xúc bốc, vận tải do đó biện pháp chống bụi cho khâu này như sau; + Áp dụng biện pháp nổ mìn tiên tiến + Khống chế lượng thuốc nổ trong một bãi nổ + Khống chế bụi khoan bằng máy hút bụi của máy khoan + Sử dụng xe téc chở nước tưới trên đường vận tải + Ngoài ra phải có biện pháp trồng rừng tái tạo lại môi trường trên vùng mỏ khi đã khai thác xong CHƯƠNG 15 TỔNG ĐỒ VÀ TỔNG HỢP CÁC CÔNG TRÌNH KỸ THUẬT TRÊN MẶT BẰNG MỎ 14.1: Những nguyên tắc cơ bản trong thiết kế mặt bằng sân công nghiệp lộ thiên 1 – Bố trí các công trình trên mặt bằng công nghiệp phải gọn, đảm bảo điều kiện sản xuất tốt nhất. 2 – Lựa chọn độ cao thiết kế của các công trình trong mặt bằng công nghiệp phải thích hợp với điều kiện sản suất và tương quan với các công trình bên cạnh. 3 – Lựa chọn sơ đồ phối hợp mạng đường vận tải trong và ngoài mỏ và mạng đường thiết kế kỹ thuật 14.2: Các công trình kỹ thuật trên mỏ 14.2.1: Kho chứa vật liệu nổ Vị trí kho chứa chứa vật liệu nổ ở phía Đông Nam của khu mỏ. Đường vào kho chứa VLN rộng 10 m, bề mặt rải đá dăm Kho chứa VLN phải theo quy định của nhà nước: QCVN 02:2008/BCT a. Nhà chứa thuốc nổ + Thuốc nổ chứa trong kho: Amonit số 1 ( AĐ1 ) và Nhũ tương EE31 + Kích thước: Dài 19,8 m , rộng 6,9 m , cao 3,6 m + Diện tích: 136,62 m2 + Kết cấu: móng xây đá hộc, tường xây gạch đỏ, mái lợp fibro xi măng, đóng trần bằng cót ép, nền đổ cát đen, láng nền bằng xi măng cát, thuốc được đặt trên các tấm phản gỗ kê cách nền 0,5 m + Trên hai góc mái lắp thép ễ 8 mm, chống sét b. Nhà chứa phương tiện nổ + Phương tiện nổ chứa trong kho: Kíp điện vi sai, dây nổ chịu nước 12 g/m, dây điện nối mạng + Kích thước: Dài 9,9m , rộng 5,4 m , cao 3,6 m + Diện tích: 53,46 m2 + Kết cấu: móng xây đá hộc, tường xây gạch đỏ, mái lợp fibro xi măng, đóng trần bằng cót ép, nền đổ cát đen, láng nền bằng xi măng cát, phương tiện nổ được đặt trên các tấm phản gỗ kê cách nền 0,5 m + Trên hai góc mái lắp thép ễ 8 mm, chống sét Hai nhà cách nhau 12 m, trong khuôn viên khu chứa VLNCN lắp đặt hai cột thu sét 14.2.1: Trạm nghiền sàng Diện tích trạm nghiền sàng trung bình 6000 m2 14.3: Tổng mặt bằng mỏ đưa sau