* Thông số khai thác:
• Chiều dày các vỉa than : m1 = 4 m ; m2 = 2,5 m; m3= 3,6 m.
• Góc dốc các vỉa than: α1 = 30˚ ; α2 = 30˚ ; α3 =30˚
• Hệ số kiên cố của đá vách trực tiếp: f1 =4; chiều dày: h1 =8 m.
• Chiều dài theo phương của ruộng mỏ: S = 1.800m
• Hệ số kiên cố của đá vách cơ bản: f2 =6; chiều dày: h2 =10m.
• Trữ lượng công nghiệp của mỏ:
Zcn = Zđc.C , tấn Trong đó:
C – hệ số khai thác trữ lượng, C = 1 – 0,01.Tch
Tch – tổn thất chung của khoáng sàng có ích, Tch = ttr + tkt
ttr – tổn thất do trụ để lại, ttr = 0,5 ÷ 2%. Do vỉa thiết kế có góc dốc α = 300nên chọn ttr = 2%
tkt – tổn thất do công nghệ khai thác, tkt = 11%
Tch = 2 + 11 = 13%
C = 1 – 0,01.13 = 0,87 Thay giá trị vào (II.1) ta có:
Zcn = 26361000. 0,87 = 29934070 tấn
• kt : độ tin cậy của sơ đồ công nghệ mỏ, chọn kt = 0,9
kv: hệ số kể tới ảnh hưởng của số vỉa than trong ruộng mỏ.
kv =
mà nd là số vỉa than khai thác đồng thời, nd =3 nv là số vỉa than trong mỏ, nv =3
• kv == 1.73
• ks hệ số tính tới sản lượng lò chợ ks =
- là hệ số tính tới điều kiện làm việc của các gương lò chợ đặc trưng cho các vùng than , = kb.
• - kc là hệ số tính tới độ kiên cố của đá nền kc = 0,015
• - kp là hệ số tính đến độ phá hủy của trữ lượng kp = 0,25
• - kn là hệ số tính đến ảnh hưởng của khí nổ đến công suất mỏ. kn = 0,5 =>
• Llc: Ta chia ruộng mỏ làm 6 tầng.
Vậy chiều cao tầng theo hướng dốc là:
Ht hd = (m)
Trong đó: Hd là chiều cao của vỉa theo hướng dốc.
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:
Llc = 166 – 15 – (1,8) = 149 (m)
• Ach là sản lượng hằng tháng của lò chợ với chiều dày trung bình của các vỉa than khai thác đồng thời.
Ach = l.m.vch..kt.Nt (tấn/ tháng)
Với : l - chiều dài lò chợ: l= 149 m
mtbd – chiều dày trung bình của các vỉa than khai thác đồng thời.
mtbd = (4+ 2,5+ 3,6)/3= 3,36 m
vch – tiến độ khai thác lò chợ trong ngày đêm , vch= 1,8m
- là trọng lượng thể tích của than, = 1,45 kt = 0,9
Nt là số ngày làm việc trong tháng, Nt= 25 ngày
• Ach = 142.6,46.1,8.1,5.0,9.25 = 55727,19 tấn/tháng.
= 55,727 nghìn tấn/ tháng
• md: chiều dày số vỉa khai thác đồng thời, md= 19,4 m
• mtb chiều dày trung bình của vỉa than trong mỏ, mtb =6,46m
=> ks = =2.43
• ka là hệ số kể đến ảnh hưởng của độ sâu khai thác của mỏ.
ka = 1+
Trong đó: Htr – độ sâu giới hạn trên của mỏ. Htr= 60m
Hd – độ sâu giới hạn dưới của mỏ. Hd= 560m
• ka = 1,107
• ZCN = 88105822,2 tấn = 88105,8222 nghìn tấn.
• Am = 0,9.(1,73+ 2,43) .1200 (nghìn tấn/ năm)
=1,2 triệu tấn/ năm
* Lựa chọn công nghệ và thiết bị khai thác:
Với điều kiện địa chất khu mỏ ( chiều dày và góc dốc của vỉa ổn định) ta nhận thấy khu mỏ phù hợp sử dụng cơ giới hóa hoàn toàn để khắc phục nhược điểm của hệ thống khai thác.
Thiết bị cơ giới hóa đồng bộ gồm các thiết bị cơ bản như dàn chống, máy khấu, máng cào… Trong đó thiết bị quan trọng nhất là dàn chống và máy khấu. Hai loại thiết bị này thường được chế tạo đồng bộ để đảm bảo phù hợp
với yêu cầu của công nghệ khai thác như khấu một lớp hay khấu có hạ trần than nóc, khấu theo vỉa thoải, nghiêng hay vỉa dốc ngiêng… Sự đồng bộ
thiết bị này cực kỳ quan trọng để đảm bảo dây chuyền hoạt động liên tục,hiệu quả và đảm bảo công suất.
Qua đánh giá xem xét dây chuyền đồng bộ thiết bị cơ giới hóa khai thác của các nước có nền công nghiệp phát triển như Nga, Pháp, Đức, cộng hòa Séc, cùng với quá trình tìm hiểu công nghệ cơ giới hóa đồng bộ được triển khai ở các mỏ vùng Quảng Ninh. Em xin lựa chọn Đồng bộ thiết bị cơ giới hóa khai thác khấu than bằng máy khấu mã hiệu MB12-2V2P/R450E và chống giữ lò chợ bằng giàn chống tự hành VINAALTA2.0/3.15 thiết bị chính do cộng hòa Séc và Việt Nam sản xuất. Đồng bộ với thiết bị khấu và chống em xin chọn thiết bị vận tải là máng cào sử dụng loại DSS260.
Đặc tính kỹ thuật của dàn chống tự hành VINAALTA2.0/3.15
Đặc tính kỹ thuật của máy khấu MB12-2V2P/R450E
Đặc tính kỹ thuật của băng tải DSS260
Trong quá trình thi công và lắp đặt dàn chống và máy khấu sử dụng cột thủy lực đơn DZ-25, DZ-22, DZ20 kết hợp với xà hộp HDFBC4400 và xà HDFBC2200 ngoài ra trong quá trình khai thác cột thủy lực đơn và xà hộp được sử dụng để chống tăng cường lò chuẩn bị hoặc xử lý sự cố trong lò chợ. Đặc tính của các cột thủy lực đơn và xà hộp xem trong bảng sau:
Bảng thông số các cột thủy lực đơn.
Bảng thông số hộp xà.
III.4 Hộ chiếu chống giữ lò chợ
• Tính toán áp lực tác dụng lên giàn chống.
Theo phương pháp tính toán của giáo sư V.p.malop ta có công thức tính tải trọng lên hàng cột chống:
Rmax= Trong đó:
- Qlc : Tải trọng tác dụng lên gương lò chợ, bao gồm tải trọng do lớp than nóc và vách trực tiếp sập đổ tác dụng.
Qlc= ( h1. + h2.).cosα , (T/m2)
- h1: Chiều dày vách trực tiếp sập đổ, để lấy khoảng chống khai thác chiều dày vách trực tiếp phải đảm bảo:
(m)
mk : Chiều dày lớp khấu và hạ trần mk= 2,5 + 1,46=3,96 (m)
k : Hệ số nở rời của đất đá k= 1,4 => =10 m
: Trọng lượng thể tích của đá vách trực tiếp, = 2,6 T/m3 h2 : Chiều dày nớp than nóc h2= 1,46m
: Trọng lượng thể tích của than, = 1,5 T/m3 α : Góc dốc trung bình của vỉa α = 28o
=> Qlc = (10 . 2,6 + 1,46 . 1,5). cos 28o = 25 T/m3 a2 : Khoảng cách giữa các giàn chống. a2= 1,8m Lsd : Bước sập đổ của đá vách trực tiếp, Lsd= 1,96m Llc : Chiều rộng lớn nhất gương lò, Llc = 3,06m Pr : Lực chống ban đầu của cột chống:
Pr= n . q .a2 ( Tấn) n : hệ số dự trữ, n = 1,5
q : Tải trọng phân lớp dưới của lớp than nóc dễ sập đổ
q = 1 .1,5 =1,5 T/m2
m : Chiều dày phân lớp dưới cùng của lớp than nóc dễ sập đổ, m =1m
=> Pr = 1,5 .1,5 .1,8 =3,5 T/m2
Vậy => Rmax = 178 (Tấn)
• Kiểm tra khả năng chịu tải của dàn chống:
Áp lực mỏ lớn nhất tác dụng lên dàn là 178 tấn, khả năng chịu tải của dàn chống VINAALTA2.0/3.15 là 228,7 tấn. Như vậy giàn chống hoàn toàn đảm bảo khả năng chống giữ trong quá trình khai thác lò chợ.
• Kiểm tra khả năng lún dàn chống xuống nền lò chợ.
Căn cứ kết quả đo xác định cường độ kháng lún tại vỉa 6 là , trung bình là 20Mpa = 200 kg/cm2 .
Căn cứ vào đặc tính kỹ thuật của dàn chống VINAALTA2.0/3.15 có cường độ kháng nén 0,61Mpa.
Theo sơ đồ công nghệ khai thác đề xuất, lò chợ khai thác bám trụ vỉa và lò hạ trần than nóc, trong quá trình khai thác có thể xảy ra trường hợp lò chợ cơ giới hóa khấu bỏ trụ và đi trên nền than, nền sét than. Tuy nhiên, trong cả 2 trường hợp than và đất đá đều có cường độ kháng lún lớn hơn cường độ kháng nén của giàn tự hành nên không xảy ra hiện tượng các dàn bị lún xuống nền lò.
Tính toán số lượng vật tư chống lò:
• Số lượng dàn chống.
Dàn chống được sử dụng để chống giữ lò chợ với Lc = 142m, khoảng cách giữa các dàn chống là 1,8m.
Nd = = 80
Dự phòng 5 bộ vậy tổng số dàn chống là 85 bộ.
• Số lượng cột thủy lực đơn
Cột thủy lực DZ-22, DZ-20 được sử dụng trong quá trình lắp đặt giàn chống và máy khấu. Theo kinh nghiệm cơ giới hóa đồng bộ ở Việt Nam, dự kiến khối lượng cột DZ-22 là 160 cột, DZ-20 là 60 cột.
Cột thủy lực đơn DZ-25 dùng trong quá trình lắp đặt máy khấu. Sau đó trong quá trình khai thác dùng để chống tăng cường ngã 3 giữa lò chợ và lò chuẩn bị, xử lý sự cố trong lò chợ. Số lượng dự kiến là 60 cột.
Số cột thủy lực đơn được chọn đã bao gồm cả số dự phòng.
• Số lượng xà hộp.
Được sử dụng để lắp đặt, tháo dỡ dàn chống và máy khấu, dàn chống , chống tăng cường, xử lý sự cố. Em xin được chọn 40 xà HDFBC-4400 và 20 xà HDFBC-2200 và 60 xà khớp HDJB-1200 để xử lý sự cố trong khai thác, tăng cường ngã 3 từ 10÷15m.
Bảng liệt kê các thiết bị trong sản xuất lò chợ.
• Công tác tổ chức sản xuất.
Tổ chức các công việc cho lò chợ khai thác cơ giới hóa khấu than được tiến hành như sau:
Một ngày đêm làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc trong 8h, khai thác 1,5 chu kì. Một chu kỳ khai thác bao gồm các công việc: công tác khấu, chống gương và hạ trần thu hồi lớp giữa. Với tiến độ 1,8m trên một chu kỳ, kiểm tra bảo dưỡng máy khấu.
Mỗi ca thực hiện công tác khấu gương và thu hồi than hạ trần một luồng với tiến độ 0,8m. Các công việc cụ thể trong kíp như sau:
• Đầu ca máy khấu đang ở chân lò chợ di chuyển theo hướng dốc lên phía lò thông gió khấu gương hết luồng lò chợ.
• Khi máy khấu đến đầu lò chợ sẽ thực hiện công tác quay chuyển vị trí,
tăng cắt: tăng cắt trước đang khấu phần nóc hạ xuống để khấu phần nền và ngược lại tầng khấu sau nâng lên khấu nóc, máy khấu chạy không tải theo hành trình ngược lại xuống phía dưới, khi máy khấu cách chân lò chợ khoảng 30 đến 40 m tiến hành cho máy khấu áp sát gương và bắt đầu tạo luồng khấu mới. Khi máy khấu chạy đến chân lò chợ, máy khấu đã nằm trọn vào luồng khấu mới tiến hành di chuyển dàn chống, máng cào phần đầu lò chợ. Sau đó tiến hành đảo chiều phần khấu và chuẩn bị cho hướng khấu tiếp theo.
• Sau khi hoàn thành công tác tạo luồng khấu mới cho luồng tiếp theo, máy dừng tại vị trí đầu lò chợ, tiến hành công tác thu hồi than nóc của tầng đã khấu bằng cách mở cửa sổ thu hồi than của các dàn tự hành thành hướng dòng than hạ trần vào máng cào gương.
• Cuối ca thực hiện công tác chuẩn bị bao gồm: Kiểm tra tình trạng kỹ thuật, bảo dưỡng và sửa chữa phụ tùng nếu cần cho máy khấu than, dàn chống, thiết bị và hệ thống bơm nhũ hóa, hệ thống lọc bụi, hệ thống cung cấp điện, hệ thống cấp nước, hệ thống máng cào trong và ngoài lò chợ, hệ thống cảnh báo khí mê tan, kiểm tra áp dụng dàn chống….
Căn cứ vào khối lượng công việc, công tác tổ chức sản xuất, đồ án xây dựng tổ chức chu kì sản xuất và bố trí nhân lực thể hiện trong bảng sau:
III.5. Các chi phí kinh tế.
Các chi phí kinh tế.
• Chi phí đầu tư thiết bị.
Bảng các chi phí đầu tư thiết bị.
• Các chỉ tiêu kinh tế.
Các chỉ tiêu kinh tế.
III.6. Kết luận.
Khai thác là công tác cơ bản chủ đạo trong công nghệ khai thác hầm lò. Việc phân tích đánh giá để đưa ra các phương pháp hệ thống và công nghệ khai thác có ý nghĩa vô cùng quan trọng quyết định hiệu quả kinh tế của mỏ. Đối với mỏ đã cho, đồ án đã phân tích đánh giá về các điều kiện địa chất các vỉa than, thành phần thạch học, tính chất cơ lý của đất đá, điều kiện địa chất công trình … và xem xét các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật ta lựa chọn phương án “ Cơ giới hóa đồng bộ khấu than bằng máy khấu, chống giữ lò chợ bằng dàn tự hành”.
Đây là phương pháp khai thác hiện đại có rất nhiều ưu điểm nổi bật với các công nghệ được áp dụng trước đây của mỏ hoặc các khu vực khác đang khai thác như sản lượng lớn, điều kiện làm việc rất an toàn… Tuy nhiên cơ giới hóa đồng bộ là một công nghệ mới, kinh nghiệm lao động của công nhân mỏ chưa cao để có thể đạt hiệu quả khai thác của công nghệ như tính toán. Công ty phải có kế hoạch tập huấn đào tạo các kỹ năng cần thiết cho công nhân, tuân thủ và thực hiện đúng quy trình công nghệ.