II.7.1.1 Lựa chọn thiết bị khoan, loại thuốc nổ, phương tiện nổ, kíp nổ, dây nổ, máy nổ mìn:
* Lựa chọn thiết bị khoan
Để khoan các lỗ mìn trên gương ta có thể dùng khoan máy, khoan tay. Xét vào đường lò cần thiết kế ta thấy đường lò có tiết diện nhỏ thích hợp dùng khoan cầm tay, trong đó khoan tay dùng khí nén để phá vỡ đất đá thông qua mũi khoan. Ta sử dụng khoan cầm tay YT-27 có các thông số kỹ thuật như bảng 1.1
Bảng1.1 Các thông số của máy khoan cầm tay YT-27:
STT Thông số Đơn vị YT-27
1 Chi phí khí nén m3/phút 3,6
2 Đường kính mũi khoan Mm 34-42
3 Chiếu sâu lỗ khoan M 5
4 Chiều dài máy khoan M 6,68
5 Giá trị áp lực khí nén khi làm việc
daN/m2 5
6 Khối lượng máy khaon Kg 26
7 Giá trị áp lực khí daN/m2 2-3
*Lựa chọn thuốc nổ và phương tiện nổ.
Hiện nay Công ty Hoá chất mỏ và các nhà máy của Bộ Quốc phòng đã sản xuất nhiều loại thuốc nổ khác nhau. Thuốc nổ do công ty Hoá chất mó sản xuất dựa trên dây truyền công nghệ của ÚC. Thuốc nổ đựơc sử dụng trong xây dựng công trình ngầm và mỏ được chia ra thành hai nhóm : nhóm
thuốc nổ an toàn và nhóm thuốc nổ không an toàn. Đối với đường lò cần thiết kế ta phải chọn loại thuốc nổ có sức công phá mạnh, có khả năng chịu nước và có cân bằng oxy tốt. Trên cơ sở các căn cứ đó ta chọn loại thuốc nổ P113. Loại thuốc nổ này có các đặc tính như sau:
Bảng 1.2: Đặc tính thuốc nổ P113
STT Các chỉ tiêu kỹ thuật Thông số
1 Khả năng sinh công , Ps; cm3 320 - 330
2 Tốc độ nổ, cm 4,2 - 4,5
3 Khoảng cách truyền nổ;cm 6
4 Tỷ trọng thuốc nổ , ;g/cm3 1,10 - 1,25
5 Đường kính thỏi thuốc sử dụng; mm 32
6 Trọng lượng thỏi thuốc, qth; kg 200
7 Chiều dài thỏi thuốc ; mm 220 - 250
Để kích nổ lượng thuốc nổ trên trong lỗ mìn ta có thể dung kíp điện vi sai an toàn của Trung Quốc sản xuất.
Bảng1.3 Đặc tính kỹ thuật của kíp điện vi sai MS:
STT Chỉ tiêu kỹ thuật Thông số
1 Vật liêu làm vỏ kíp Đồng
2 Điện trở kíp 3 - 6
3 Dòng điện an toàn ; A 0,18
4 Dòng điện đảm bảo nổ ; A 1,2
5 Cường độ nổ số 8
6 Dây điện đẫn ; m 2
Bảng 1.4 Kíp có 5 số vi sai : với trình tự nh ư sau : số và ký
hiệu vi sai
MS-1 MS-2 MS-3 MS-4 MS-5
Độ vi sai ; ms
0 25 50 75 100
II.7.1.2 Tính toán các thông số khoan nổ mìn và lập hộ chiếu khoan nổ mìn
* Chỉ tiêu thuốc nổ . q ( kg/m3).
Tính chỉ tiêu thuốc nổ theo công thức của GS.Pocrovxki N.M : q = q1.v.fc.e.kd ( kg/m3). (2.1)
Trong đó :
q1 - chi phí thuốc nổ tiêu chuẩn phụ thuộc vào từng loại đất đá q1 = 0,1.f = 0,1.6 = 0,6 (kg/m3)
v – Hệ số nén ép của đất đá được chọn tùy thuộc vào số mặt phẳng tự do. Đối với đất đá có một mặt thoáng tự do :
, với Sd = 20,5 m2 ta tính được v=1,4 e = : hệ số dự trữ năng lượng
P - Khả năng công nổ của thuốc nổ P-113: P=325cm3 e = = 1,17
fc =1,1 : hệ số ảnh hưởng bởi cấu trúc đất đá.
kd : hệ số ảnh hưởng của đường kính thuốc d = 32 mm => kd = 0,85 thay số vào : q = 0,6.1,4.1,1.1,17.0,85 = 1 kg/m3
* Tính chọn đường kính lỗ khoan.
Hiện nay có nhiều phương pháp để xác định đường kính lỗ khoan, song phương pháp đơn giản nhất nên dựa trên tổng hợp của đường kính thỏi thuốc và khoảng hở cho phép dễ dàng nạp thuốc nổ. Như vậy, đường kính lỗ khoan xác định theo công thức :
dk = dt + ( 4 ÷ 8 mm ) Trong đó :
dt : đường kính thỏi thuốc sử dụng.
( 4 ÷ 8 mm ) : khoảng hở cho phép giữa thỏi thuốc với thành lỗ mìn.
Thay số vào ta có : dk = 32 + 8 = 40 mm
* Tính chiều sâu lỗ khoan.
Việc lựa chọn chiều dài lỗ khoan phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : Độ cứng đất đá, thời gian hoàn thành một chu kỳ đào lò, thiết bị xúc bốc. vv…
với hệ số kiên cố của đất đá f= 4÷6, xúc bốc bằng máy, lấy tiến độ của chu kỳ là : Ltd= 1,6m diện tích đào : Sđ = 20,5m2.
Chiều sâu lỗ khoan được xác định theo công thức : (m)
* Tính toán lỗ mìn trên gương.
Theo GS. Pocrovxki N.M. cũng đã nhận thấy, nếu lượng thuốc nổ phân bố đều trong các lỗ mìn trên gương sẽ không hợp lý, bởi vì các nhóm lỗ mìn có tác dụng phá huỷ đất đá khác nhau. Theo công dụng, các lỗ mìn trên
gương được phân chia thành hai nhóm : Nhóm lỗ mìn đột phá ( tạo rạch ) và công phá ; nhóm hai là nhóm mìn biên. Vì vậy, tổng số lượng lỗ mìn trên gương được xác định theo công thức :
Nếu hàng lỗ mìn ở nền lò được tính theo nhóm công phá, thì số lỗ mìn biên sẽ được tính theo công thức :
Nb = + 1 ( lỗ ) Trong đó :
B : chiều rộng đường lò B = 4,5 (m)
P : chu vi của các lỗ mìn biên . vì khoảng cách giữa các lỗ mìn biên với mép ngoài đường lò là 0,2( m)
nên P = π.( – 0,2 ) + 2.(h2 – 0,2 )
= π.( – 0,2 ) + 2.(2,8 – 0,2 ) = 11,6 (m)
b: khoảng cách giữa các lố mìn biên => chọn b = 0,45 (m) Khi đó số lỗ mìn biên là :
Nb = + 1 = 26 lỗ Tính toán số lượng lỗ mìn phá và đột phá.
Số lượng lỗ mìn nhóm phá và đột phá được tính theo công thức
Trong đó
q : chỉ tiêu lượng thuốc nổ tiêu chuẩn ; q = 1 ( kg/m3).
Sd : tiết diện đường lò thiết kế, sd = 20,5 m2
γ
1 : lượng thuốc nổ cho 1m dài lỗ mìn theo đường kính thỏi thuốc
γ1 = .a.k.∆ ( kg/m).
Trong đó :
dt: đường kính bao thuốc,dt = 0,032 (m)
a : hệ số nạp thuốc trong lỗ mìn, a = 0,7
: mật độ thuốc nổ trong thỏi thuốc, ( kg/m3).
k : hệ số nén chặt thỏi thuốc trong lỗ mìn, k = 1
Thay số vào ta có : γ1 = .0,7.1.1250 = 0,7 ( kg/m3).
: lượng thuốc nổ cho 1m dài lỗ mìn biên
= .ab.k1.∆ (kg/m3) Trong đó
k1: hệ số phân bố ứng suất phụ thuộc vào sức công phá của chất nổ,
ab : hệ số nạp thuốc trong lỗ mìn biên, ab = 0,65 Thay số vào tao có :
= .0,65.0,625.1250 = 0,41 (kg/m3)
Số lỗ mìn nhóm phá và nhóm đột phá là :
Np = = 14 ( lỗ).
Ta chọn số lỗ mìn đột phá là 4 và lỗ mìn nhóm phá là 10 vậy:
Tổng số lỗ mìn trên gương là :Ng= 26 + 10+4 = 40 (lỗ).
* Tính chi phí thuốc nổ trong từng lỗ mìn.
+ Lượng thuốc nổ trung bình nạp trong một lỗ mìn biên là : , (kg)
Khi khoan lỗ mìn biên ta khoan xiên 1 góc
Thay vào ta có : qb = 0,41.1,83 = 0,75( kg ).
+ Lượng thuốc nổ trung bình nạp trong một lỗ mìn nhóm phá là :
+ Chi phí thuốc nổ trung bình trong 1 lỗ mìn đột phá.
qdp = (kg).
Trong đó : và khi khoan lỗ khoan
đột phá khoan xiên 1 góc α = 830
ldp= = = 2,02 m Thay vào ta có :qdp= 1,15.0,7.2,02 = 1,63 (kg).
* Tính số lượng thỏi thuốc trong 1 lỗ mìn.
+ Đối với lỗ mìn biên : nb= Trong đó :
qb - lượng thuốc nổ nạp trong một nhóm lỗ mìn tạo biên, qb = 0,75( kg)
qt - khối lượng một thỏi thuốc nổ, qt = 0,2 (kg) nb= = 4 ( thỏi ).
+ Lỗ mìn phá :np= = = 6,3 => lấy 6 thỏi
+ Lỗ mìn đột phá : ndp= = = 8,15 => lấy 8 thỏi
* Tổng số thuốc nổ thực tế cho 1 lần nổ.
Qtt= 4.1,63 + 10.1,62 + 26.0,75= 42.22 (kg)
* Nạp lỗ mìn :
- Nạp bua : Chiều dài bua ở lỗ khoan tạo rạch và phá là 0,55m Chiều dài bua ở lỗ khoan tạo biên là 0,8
9. Công tác đấu kíp:
- Các kíp mìn điện được nối thành mạng theo kiểu nối tiếp. Các đầu dây của kíp trước lúc đấu vào nhau phải được xoắn chập hai đầu và cách ly khỏi đất đá, vật liệu bằng kim loại khác để tránh trường hợp dòng điện rò.
Nguồn điện để kích nổ phải bằng các máy nổ mìn.
Tại các đường lò phải tiến hành nạp thuốc và chuẩn bị mồi nổ phải có tín hiệu hoặc người canh gác ở các vị trí có thể có người đi lại đến vị trí các lỗ mìn. Tín hiệu phải được tất cả mọi công nhân, cán bộ dưới tầng ngầm nắm được:
Sơ đồ đấu nối mạng nổ
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí mạng nổ Trong đó : 1- dây dẫn chính, 2- dây dẫn nhánh, 3 – kíp nổi
10. Sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gương.
11. Hộ chiếu khoan nổ mìn
Bảng Hộ chiếu khoan nổ mìn :
STT Các chỉ tiêu Đơn vị Ký hiệu Số lượng
1 Hệ số kiên cố f 6
2 Diện tích đào 20,5
3 Máy khoan Cái YT-27 2
4 Số lượng lỗ mìn trong 1 chu kỳ
lỗ N 40
5 Chiều sâu lỗ mìn m l 1,8
6 Hệ số sử dụng lỗ mìn 0,9
7 Tiến độ đào m 1,8
8 Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị Kg/m3 q 2,9
9 Loại thuốc nổ P33
10 Loại kíp Cái Kíp điện vi sai
MS
40
11 Phương pháp khởi nổ Máy BMK-1/100M 1
12 Sơ đồ đấu kíp nối tiếp từng
phần
13 Vật liệu làm bua Cát+đất sét
14 Tổng khối lượng thuốc nổ Kg 42.22
II.7.3 Công tác thông gió khi đào lò chuẩn bị.
7.3.1. Tính thông gió cho gương lò 1. Tính lượng gió đưa đến gương lò
• Tính lưu lượng gió theo số người làm việc lớn nhất q1= (4÷ 6).n = 4.20 = 80 m3/phút
n : số người làm việc lớn nhất trong lò
(4÷6 ) tiêu chuẩn gió sạch cho mỗi người / 1 phút
• Theo điều kiện lượng thuốc nổ nổ đồng thời lớn nhất
Q2 =
t : thời gian thông gió tích cực t= 30 phút
A = 42,22 kg : lượng thuốc nổ nổ 1 lần lớn nhất
b = 40 (l/kg) : lượng khí độc sinh ra khi nổ 1kg thuốc nổ v – thể tích đường lò cần thông gió
V = S.L < Vgh= 12,5A.b.k k= 1,2 hệ số khuếch tán rối V = 20,5 .1600 = 32800 m3/phút Vgh= 12,5.42,22.40.1,2 = 25332 m3 V > Vgh => ta dùng Vgh
• Q2 = = 741 m3/phút
• Tính lưu lượng gió cho gương lò theo tốc độ gió tối ưu Q3 = 60.S.Vtư
Vtư = (0,5 ÷ 0,7 ) m/s tốc độ gió tối ưu S – diện tích đường lò
Q3 = 60..20,5.0,5 = 615m3/phút
• Chọn Qg = Qmax = [ q1,q2,q3 ]= 741 m3/phút = 12,35 (m/s ) 2.Tính chọn quạt gió
• Tính lượng gió quạt cần tạo ra
Qq = P.Qg = 1,49.12,35 = 18,4 (m3/s) P : hệ số rò gió
Qg : lưu lượng gió cần cho lò chợ
• Tính hạ áp của quạt
Hq = R.Qq2 = 6,5.10-3.12,35 = 0,08 (mH20)
R : sức cản đường lò
R = = = 6,5.10-3 (kμ)
α : hệ số sức cản của khí động học L : chiều dài đường lò
P: chi vi đường lò S : diện tích đường lò
• Chọn ống gió
Loại ống gió : ống gió cứng vào ống gió mềm , ống gió cứng có ưu điểm là độ bền cơ học cao, thời gian sử dụng dài va đặc biệt có thể sử dụng đê thông gió đẩy và thông gió hút ,nhược điểm của ống gió này là nặng nề lắp đặt thi công khó khăn độ rò gió cao
ống gió mềm chỉ sử dụng được với thông gió đẩy, lắp đặt dễ dàng hơn ống gió cứng .
chọn ống gió sao cho đường kính nhỏ nhất nhưng phải đảm bảo vận tốc tối đa cho phép trong ống gió là 12 m/s
Sơ đồ thông gió cho gương lò chuẩn bị.
II.7.4 Công tác xúc bốc, vận tải:
* Xúc bốc.
Công tác xúc bốc là một trong những công đoạn vất vả nhất trong đào lò bằng xuyên vỉa bằng phương pháp khoan nổ mìn. Nó chiếm khoảng 30%
thời gian chu kỳ đào lò.
+ Khối lượng xúc bốc trong 1 chu kỳ đào lò:
V =Sd.Lk..kr.à (m3) Trong đó:
Sđ: Tiết diện đào lò, Sd = 20,5 m2
Lk: Chiều sâu trung bình lỗ khoan: Lk= 1,8m
à : Hệ số thừa tiết diện, à = (1,03 ữ 1,05) chọn à = 1,04
: Hệ số sử dụng lỗ khoan, = 0,9 kr : Hệ số nở rời của đất đá, kr = 1,4
=> V = 20,5. 1,8. 1,04. 0,9. 1,4 = 48,3 m3
Dựa bào khối lượng đất đá cần xúc bốc, khả năng cũng như điều kiện làm việc của thiết bị đồ án chọn máy xúc PPN-6 do Liên Xô cũ sản xuất.
Đặc tính kỹ thuật máy xúc xem trong bảng sau:
Bảng đặc tính kỹ thuật của máy xúc PPN-6
STT Thông số Đơn vị Trị số
1 Năng suất làm việc m3/h 96
2 Dung tích gầu m3 0,6
3 Diện xúc mm 5000
4 Kích thước cơ bản: dài x rộng x
cao mm 8500x1700x2500
5 Chiều cao nhấc gầu mm 2150
6 Trọng lượng máy Tấn 12,5
7 Kích thước đá phù hợp mm 400
8 Tiết diện phù hợp m2 ≥ 16,2
9 Số động cơ khí nén Cái 2
10 Công suất động cơ Kw 28
11 Cỡ đường mm 900
* Vận tải:
Thiết bị vận tải ở lò xuyên vỉa là tàu điện cần vẹt 14kp-2 và goòng YBT – 4.
Số goòng vận tải đá:
N = ( goòng) Trong đó:
Vg – Thể tích goòng, Vg= 1 (m3) kck – Hệ số chất đầy goòng: kck = 0,9
=> N = 54 ( goòng) II.7.5 Công tác chống lò:
* Công tác chống tạm.
Sau khi nổ mìn và thông gió đưa gương vào trạng thái an toàn thì ta vào chọc om, ta tận dụng chiều cao của đống đá sau khi nổ ra đứng lên đó ta đặt dầm công tác sơn và dựng xà nóc, sau khi đặt song xà nóc ta chèn tấm chèn ở phà xà nóc, khi chống tạm phần nóc xong ta tiến hành công việc xúc bốc
* Công tác chống cố định
Đất đá ở gương đã được xúc xong ta tiến hành đào hố chon cột và kiểm tra mức độ thẳng hang của các cột và bắt gong liên kết giữa cột và xà vặn các êcu sơ bộ tạo ra ma sát để chúng có thể dịch chuyển chiu tải, tiếp theo nắp thanh gằng giữa các cột để chúng không dịch chuyển theo nắp thanh giằng trên nóc, tiến hành cài chèn thưa giữa các quãng.
II.7.6 Các công tác phụ:
Trong quá trình thi công, ngoài công tác chính người ta còn phải thực hiện các công tác phụ trợ khác như: Đặt đường xe, đào rãnh thoát nước, chiếu sáng, lắp đặt một số loại đường ống…
* Đặt đường xe.
• Công tác đặt đường xe tạm thời:
Trong quá trình xúc bốc vận tải, phải lắp đường xe tạm thời cho các thiết bị xúc bốc tiến sát gương để xúc hết lượng đất đá nổ ra sau mỗi chu kì khoan lỗ mìn. Đường xe tạm thời có cấu tạo bằng 2 thanh ray di động P-24
dài 8m được lồng vào phía trong đường xe chính, dùng cơ cấu bắt chặt và các thanh văng bằng gỗ để ép chặt 2 thanh ray nằm vào đường xe chính, đầu thanh ray ở sát gương ta cố định 1,2 thanh ray cách đầu mút thanh ray 20 đến 40 cm, thanh ray được đẩy về phía trước bằng máy xúc. Như vậy, bánh xe của máy xúc và goòng chạy theo rãnh của than ray, theo tiến độ gương chỉ cần tháo các cơ cầu bắt chặt và các thanh văng, ở đây nền lò phải được dọn sạch đất đá. Đường xe thứ 2 được đặt cạnh tiến hành song song với đường xe thứ nhất.
• Công tác lắp đặt đường xe cố định
Công tác lắp đặt đường xe cố định được thực hiện khi đã xây dựng trục đường xe trên nền lò theo thiết kế và đánh dấu trên nền lò là những mốc độ cao của đỉnh ray. Theo thiết kế sử dụng ray P-24, tà vẹt gỗ có chiều dài 1500mm, đặt cách nhau 600mm. Tà vẹt được đặt trên nền đá lát bằng đá dăm ( cỡ hạt 10 ÷ 40mm), chiều dày lớp đá lát là 200mm chiều cao từ lớp đá lát đến đỉnh ray là 160mm. Độ dốc của đường xe theo hướng có tải là 5%0 . * Thoát nước
Đường lò được đào dốc ra phía ngoài, với độ dốc 0,3 ÷0,5%, nên nước trong đường lò có thể tự chảy ra ngoài, nhưng để nước có thể tự chảy dễ dàng, tránh lan tràn khắp đường lò, người ta đào rãnh thoát nước ở sát bên hông lò ( phía dưới lối người đi lại), trên miệng rãnh được đặt lên bằng các tấm bê tông.
* Công tác chiếu sáng.
Để chiếu sáng cho gương lò và trên suốt chiều dài đường lò trong quá trình thi công, người ta có thể sử dụng đèn điện, đèn ác quy. Trong các đường lò thi công có thể sử dụng bóng đèn tròn có công suất 75 ÷ 100w, đôi
khi sử dụng bóng đèn 200÷500w để chiếu sáng cho gương lò và khu vực dọc đường lò.
Trong thực tế cho thấy nếu công tác chiếu sáng được tổ chức tốt thì sẽ đảm bảo an toàn lao động cho công nhân trong quá trình đào và chống giữ đường lò
* Công tác đặt đường dây và đường ống.
Các đường dây điện, đường ống khí nén, ống dẫn nước được lắp gá vào thân lò bằng các thiết bị kẹp móc được chế tạo từ các bản thép. Các đường dây, ống được nối dài theo tiến độ của gương để đảm bảo cho các thiết bị khác làm việc an toàn và hiệu quả.
II.7.7 Lập biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò:
Số người làm việc trong một chu kỳ:
Trong đó:
Vi – Khối lượng công việc thứ i mi – Định mức công việc thứ i
Kết quả tính toán được ghi trên bảng sau:
Stt Tên công việc K.lượng Vi
Đơn vị Định mức mi
Ni
1 Nhận ca - - - -
2 Khoan lỗ mìn 72 m 18 4
3 Nạp lỗ mìn 40 lỗ 70 0.57 4 Nổ mìn, thông
gió - - - -
5 Xúc bốc 48,3 m3 20 2.4
6 Dựng vì chống 2 vì 1 2
7 Đào rãnh nước 2,1 m 3 0,7
8 Đặt đường tạm 2,1 m 2,8 0,75
9 Đặt đường cố
định 2,1 m 2,1 1
10 Nối dài ống gió
và đường cáp 2,1 m 2,3 0,9
Căn cứ vào số người cần thiết cho một chu kì ta lập đội thợ gồm 12 người, mỗi người có khả năng hoàn thành tốt công việc trong chu kỳ, mỗi chu kỳ đào lò bố trí làm 2 ca, mỗi ca là 6 người.
Hệ số vượt mức:
Trong đó:
Nck là số người trên trong một ca, Nck = 12 người
=> Kvm = = 1,03
Thời gian hoàn thành công việc trong một chu kỳ:
Trong đó:
Ni: Số người cần thiết thực hiện công việc thứ i;
Tca : Thời gian làm việc trong 1 ca, Tca = 8h;
α : Hệ số tính đến thời gian nghỉ;
= 0,875;
Tgd : Thời gian nghỉ trong ca, Tgd = Tgc + Ttg = 0,5+0,5=1h;
Tgc : Thời gian giao ca, Tgc = 30ph= 0,5h;
Ttg : Thời gian thông gió sau nổ mìn, Ttg = 30 ph =0,5h;
Ntt: Số người thực tế hoàn thành công việc thứ i;
Kết quả thời gian hoàn thành công việc được ghi trong bảng sau:
Stt Tên công việc Ni Ntt Kvm α Tca (h) Ttt (h)
1 Nhận ca - - - 0,5
2 Khoan lỗ mìn 4 4 1,03 0,875 8 5.5
3 Nạp lỗ mìn 0.57 3 1,03 0,875 8 0.75
4 Nổ mìn, thông gió - - - 0.5
5 Xúc bốc 2.4 4 1,03 0,875 8 3.5
6 Dựng vì chống 2 4 1,03 0,875 8 4.7
7 Đào rãnh nước 0,7 2 1,03 0,875 8 1.5
8 Đặt đường tạm 0,75 2 1,03 0,875 8 4
9 Đặt đường cố định 1 2 1,03 0,875 8 4.7
10 Nối dài ống gió và
đường cáp 0,9 2 1,03 0,875 8 3.5
Biểu đồ tổ chức chu kỳ đào lò
CH