sửa lỗi_2.1.1.Đánh giá thông số mỏ vỉa và hệ thống khai thác

Ban quản lý các dự án than ĐBSH-Vinacomin RnD tối ưu hóa công nghệ khai thác lộ thiên mỏ Khánh Hòa

2.1.1. Đánh giá các thông số mở vỉa và hệ thống khai thác

2.1.1.1. Đánh giá các thông số mỏ vỉa

a. Hiện trạng của công tác mỏ vỉa

- Đặc điểm thực tế sản xuất

Hiện nay mỏ than Khánh Hòa đang khai thác với các đối tượng khai thác

gồm 5 vỉa là 13, 14, 15, 15A và vỉa 16 đáy mỏ sâu nhất ở mức –159m.

Hướng phát triển khai trường chủ yếu là xuống sâu và phát triển về phía

Bắc và Tây Bắc.

- Công tác mở vỉa

Khai thông tầng mới bằng hào trượt và hào bám vách, đôi khi mở vỉa

bằng hào đi trong than nếu chiều dày biểu kiến của vỉa lớn, tháo khô đáy mỏ

bằng hào tiên phong thu nước và thoát nước cưỡng bức. Thiết bị đào hào mở vỉa

là máy thuỷ lực gầu ngược, dung tích gầu xúc đến 4,7m3 (đào hào tiên phong

tháo khô đáy mỏ). Hào có kích thước đáy hào là 15 - 20m, chiều cao hào là 5 -

7,5m.

b. Đánh giá công tác mỏ vỉa:

Tiêu chuẩn để đánh giá một phương án mở vỉa hợp lý là khối lượng và

thời gian xây dựng mỏ nhỏ, cung độ vận tải đất đá ra bãi thải và quạng về kho

chứa, hay nhà sàng chế biến ngắn, trong quá trình tồn tại của các công trình mở

vỉa ít bị di chuyển, thu hồi được tối đa tải nguyên, tận dụng được cơ sở hạ tầng

sẵn có trong khu vực (điện, nước, giao thông …), kết hợp hài hòa với các công

trình trên mặt bằng sân công nghiệp.

Phương pháp mở vỉa phụ thuộc vào hình thức vận tải, điều kiện thế nằm

của vỉa.

Hiện nay mỏ đang áp dụng hình thức mở vỉa dọc theo biên giới mỏ phía

vách ( mở vỉa bằng hào bám vách) và hào trượt, hình thức vận tải bằng ô tô tự

đổ. Mỏ than Khánh Hòa vỉa than có kết cấu dạng hình lòng máng dốc về phía

Bắc, Tây Bắc. Hình thức mở vỉa bằng hào bám vách phù hợp với vận tải bằng ô

tô tự đổ, nhưng khi khai thác xuống sâu sẽ phải di chuyển công trình mỏ vỉa.

1


Đặc biệt nếu sử dụng phương thức vận tải mới kết hợp sử dụng mở vỉa

bằng hào bám vách sẽ không thuận lợi cho công tác vận tải mỏ và phải di

chuyển công trình mỏ vỉa khi khai thác xuống sâu.

2.1.1.2. Đánh giá hệ thống khai thác

a. Hiện trạng khu vực khai thác

Mỏ than Khánh Hòa đang khai thác lộ thiên tập hợp vỉa, từ vỉa 13 đến vỉa

16, có cấu tạo là một nếp lõm lớn. Trụ nếp lõm lộ ra ở phía Đông Bắc và cắm

dần về phía Tây Nam từ 400 500. Hai cánh nếp lõm mở rộng ra và dốc từ 500

800. Đất đá trong khai trường gồm lớp đất phủ đệ tứ chiếm 5% 6%, còn lại

là bột kết, sạn kết, cuội kết, bột kết – vôi và sét – vôi. Đất đá có dung trọng trung

bình D = 2,67 T/m3, độ cứng trung bình f = 7,984, lớn nhất f = 8.14.

Mỏ than Khánh Hòa đã và đang khai thác khu vực moong C và moong D,

mỏ áp dụng hệ thống khai thác xuống sâu hai bờ công tác, đất đá đổ ra bãi thải

ngoài. Trong những năm gần đây mỏ đã đầu tư thay thế dần các thiết bị khai

thác vận tải già cỗi đã hết khấu hao bằng các thiết bị tiên tiến như máy khoan

thủy lực, máy xúc thủy lực gầu ngược, ô tô trọng tải lên đến 58 ÷ 60 tấn.

b. Sơ đồ công nghệ bóc đất đá

Như đã trình bày ở trên đất đá trong khai trường gồm lớp đất phủ đệ tứ

chiếm 5 -:- 6%, có dung trọng trung bình D = 2,67T/m3 còn lại là cuội kết, sạn

kết, cát kết, bột kết và sét kết. Đất đá có độ cứng trung bình f=68 lớn nhất

f=8,14 được làm tơi sơ bộ bằng khoan nổ mìn hoặc cày xới trước khi xúc bốc.

Sơ đồ công nghệ chủ yếu bóc đất đá mỏ than Khánh Hòa như sau:

Khoan Nổ mìn Xúc bốc Vận tải Bãi thải đất đá

Đối với các tầng đất phủ đệ tứ có thể sử dụng máy xúc trực tiếp không cần

phải nổ mìn. Đối với các tầng phía dưới tiến hành công tác khoan nổ mìn, sau đó

đất đá được máy xúc xúc lên ôtô vận chuyển ra các bãi thải.

Hướng phát triển của công tác bóc đá là từ cao xuống thấp.

Trên cơ sở khối lượng đất đá bóc hàng năm, số khu vực khai thác, số tầng,

chiều dài tuyến công tác và năng lực thiết bị hiện có tại mỏ.

2


- Công tác nổ mìn; áp dụng phương pháp nổ mìn vi sai qua hàng; phương

tiện nổ và vật liệu nổ sử dụng các loại sau:

+ Vi sai bằng kíp điện vi sai hoặc dây nổ vi sai EXELTM (MSC) thời gian

vi sai (17, 25, 42, 65, 100 % giây). Khởi nổ bằng hạt nổ tác động bằng lực cơ

học, qua hệ thống dây chuyền sóng nổ, hoặc bằng nguồn điện, hoặc dây cháy

chậm +kíp số 8

+ Mồi nổ Azomex Power Plus có tỷ trọng cao (1,66 g/cm3) và vận tốc

truyền nổ cao (500 m/s) nên có thể pháp sinh áp lực đỉnh điểm trong quá trình

nổ, ít nhậy với chấn động ma sát, khả năng chống thấm nước cao và ổn định.

+ Thuốc nổ ANFO hoặc nhũ tương (khi lỗ khoan có nước).

* Hiện nay công tác nổ mìn tại khai trường lộ thiên mỏ than Khánh Hòa được

công ty thuê dịch vụ nổ mìn với Tổng công ty Hóa chất mỏ, vì vậy công tác nổ

mìn sẽ được Tổng công ty Hóa chất mỏ - Vinacomin đảm nhiệm.

Khối lượng đất đá cần khoan nổ và nhu cầu thiết bị khoan của từng năm xem

bảng 2-1.

Bảng 2 - 1

STT Tên thông số Ký hiệu Đơn vịLoại máy

khoan MK TL

1 Chiều cao tâng khai thác Ht m 15

2 Đường kính lỗ khoan d mm 152

3 Góc nghiêng khoan Độ 70 90

4 Độ cứng TB của đất đá khoan nổ f 7 8

5 Chiều sâu khoan thêm Lkt m 2,0

6 Chiều sâu lỗ khoan Llk m 17

7 Đường kháng chân tầng W m 5,5

8 K/C giữa các lỗ khoan a m 5,5

9 K/C giữa các hàng lỗ khoan b m 5,5

10 Chỉ tiêu thuốc nổ q Kg/m3 0,32

11 Lượng thuốc nổ trong 1 lỗ khoan Qlk Kg/LK 145,2

12 Chiều dài nạp thuốc Lt m 11

13 Chiều dài nạp bua Lb m 6

3


14 Khối lượng đá nổ ra của 1 lỗ khoan Vlk 454

15 Suất phá đá S m3/mk 26,7

16 Số lỗ khoan TB của 1 bãi nổ Nlk Lỗ 40

17 Lượng thuốc nổ lớn nhất của bãi nổ Qđn kg

- Đối với bờ mỏ phía Nam kg 10000

- Đối với bờ mỏ phía Bắc kg 8000

18 K/C an toàn theo đá văng Rdh

- Đối với người m 200

- Đối với thiết bị m 100

19 Khoảng cách an toàn về chấn động Rcđ m 100

- Đối với bờ mỏ phía Nam m 194

- Đối với bờ mỏ phía Bắc m 180

20 K/C an toàn theo sóng đập không khí rkk m 500

- Đối với bờ mỏ phía Nam m 173

- Đối với bờ mỏ phía Bắc m 160

c. Thiết bị xúc bốc đất đá và khai thác than

Thiết bị xúc đất đá và khai thác than ở mỏ than Khánh Hòa có hai nhiệm

vụ:

+ Bốc xúc đất đá trên tầng để phát triển bờ công tác.

+ Đào hào mở vỉa và khai thác than.

Với nhiệm vụ và cấu tạo vỉa than đã nêu ở các chương trên, thiết bị xúc

phải có tính năng khai thác chọn lọc tốt, đồng thời giảm công tác phụ trợ (như

hệ thống cung cấp điện), có tính cơ động cao và phù hợp với thiết bị khoan, thiết

bị xúc bốc đất đá, khai thác than chọn loại máy xúc thủy lực chạy dầu qui mô

thiết bị được phân tích và lựa chọn như sau:

Với đặc điểm mỏ than Khánh Hòa là mỏ khai thác hai bờ công tác chiều

dài tuyến công tác lớn, khối lượng đất bóc trung bình hàng năm 7.500.000m3 lớn

nhất là 9.600.000 m3 đòi hỏi thiết bị phải phân bố hợp lý trên các tầng. Trong

những năm gần đây mỏ than Khánh Hòa đã được trang bị một số thiết bị xúc

4


bốc tiên tiến có dung tích gầu từ 3,5m3 đến 6,7m3 phục vụ công tác bóc đất.

Thực tế sản xuất đã chứng minh chủng loại thiết bị này hoàn toàn đáp ứng được

nhiệm vụ của sản xuất.

Đối với công tác đào hào mở vỉa và khai thác than hiện nay do 02 máy

xúc CAT-365 đảm nhận. Với khối lượng than nguyên khai 800.000 T/N thì máy

xúc này hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu sản xuất trước mắt cũng như lâu dài, vì

vậy không cần đầu tư thêm thiết bị xúc than.

Với sơ đồ công nghệ vãn đang áp dụng công nghệ đồng bộ với máy xúc

có dung tích gầu 3,5m3 6,5m3 ô tô tự đổ có trọng tải từ 55 tấn 60 tấn để vận

chuyển đất đá thải, vận tải than nguyên khai bằng ô tô trọng tải từ 39 tấn.

Năng suất các loại ô tô được tính kèm theo định mức năng suất thiết bị

khai thác lộ thiên ban hành theo quyết định số 2034/QĐ-HĐQT ngày

09/11/2004 của Tổng công ty Than Việt Nam và theo đặc tính kỹ thuật của các

loại ô tô và Quyết định số 2084/QĐ - HĐQT ngày 22 tháng 9 năm 2006 về việc

ban hành bổ sung định mức lạo động và năng suất một số thiết bị chủ yếu của

Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam.

d. Thiết bị gạt

Thiết bị gạt có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

+ Gạt vun đống than, đất đá phục vụ cho máy xúc.

+ Gạt nền máy xúc, máy khoan, đường di chuyển, đường ôtô.

+ Gạt đất đá còn lại trên mặt bãi thải do ôtô đổ còn lại (dự kiến 30% khối

lượng đất đá thải), gạt tạo đê chắn mép bãi thải và tạo độ dốc vào trong của bãi

thải.

Tổng khối lượng công việc trên dự kiến tương đương 40% khối lượng đất

đá thải phải gạt cư ly 30 50m.

e. Yếu tố hệ thống khai thác

Trong các yếu tố của hệ thống khai thác thì yếu tố về góc dốc bờ khai

trường khi kết thúc khai thác là một thông số hết sức quan trọng trong quá trình

5


xác định biên giới mỏ Lộ thiên. Năm 1996 Viện nghiên cứu khoa học công nghệ

mỏ đã được Tổng công ty than Việt Nam (TVN) giao đề tài "Nghiên cứu lựa

chọn các giải pháp công nghệ thích hợp để nâng cao hiệu quả khai thác mỏ than

Khánh Hoà". Đề tài này đã được TVN nghiệm thu. Hiện nay mỏ đang áp dụng

các thông số của hệ thống khai thác như bảng 2-2

Bảng 2-2

STT Tên yếu tố HTKT Ký hiệu Đơn vị Gía trị

1 Chiều cao tầng đất đá Ht m 15

2 Chiều cao tầng kết thúc hkt m 30

3 Chiều cao phân tầng than ht m 5 7,5

4 Chiều rộng mặt tầng kết thúc Bkt m 18 27

5 Chiều rộng mặt tầng công tác min Bctmin m 40 50

6 Chiều rộng mặt tầng nghỉ Bn m 12 15

7 Số tầng nghỉ trong 1 nhóm tầng Tầng 3 4

8 Góc dốc sườn tầng khai thác Độ 60

9 Góc dốc bờ công tác trung bình ct Độ 3040

10 Góc dốc bờ kết thúc Độ

+ Góc bờ dốc Đông Bắc Độ 40

+ Góc dốc bờ trụ Đông Nam Độ 3038

+ Góc bờ trụ Tây Bắc – Tây Nam Độ 38 40

c. Đánh giá hệ thống khai thác mỏ đang áp dụng:

- Mỏ than Khánh Hòa có kết cấu vỉa dạng lòng máng việc sử dụng hệ

thống khai thác xuống sâu dọc hai bờ công tác của mỏ đang áp dụng là hợp lý,

với đới công tác thay đổi - công trình mỏ bắt đầu từ hai cánh vỉa phát triển vào

giữa, phương phát triển của tuyến công tác vuông góc với đường phương của

vỉa.

- Chiều cao tầng công tác:

Chiều cao tầng phụ thuộc vào trước hết vào thiết bị khai thác và thiết bị

vận chuyển, tính chất cơ lý của đất đá. Các dự án cải tạo nâng câp mỏ hay các

giải pháp tối ưu mỏ đều phải sử dụng tối đa năng lực thiết bị hiện có của mỏ.

6


Chiều cao tầng hợp lý phải đảm bảo chi phí bóc đất đá và khai thác là nhỏ nhất

và an toàn lao động.

Đối với mỏ than Khánh Hòa thuộc dạng vỉa dốc đứng, chiều cao tầng ảnh

hưởng đến các chỉ tiêu chung của mỏ như khối lượng xây dựng cơ bản, thời

gian xây dựng mỏ, tốc độ xuống sâu của mỏ, chiều dài tuyến vận chuyển.

Khi tăng được chiều cao tầng thì giảm được số tầng vận chuyển, do đó rút

ngắn được chiều dài tuyến đường toàn bộ, giảm được chi phí bảo dưỡng đường

và chi phí vận chuyển của mỏ, nâng cao năng xuất của máy xúc do giảm số lần

dich chuyển máy trên các tầng tăng được chiều cao đống đá nổ mìn, giảm được

khối lượng công tác khoan lỗ mìn, giảm được số lượng các đai bảo vệ, đai vận

chuyển trên bờ dừng nên giảm được phần nào khối lượng đất bóc trong phạm vị

biến giới mỏ.

Xác định chiều cao tầng theo điều kiện sử dụng thiết bị và tính chất cơ lý

của đất đá:

h = 0,7a√sin α *sin βK r∗η '(1+η '' )sin (α−β ) , m

Trong đó:

a = 0,8(Rx+Rd) - Chiều rộng của đống đá sau khi nổ mìn, m; Rx– Bán

kính xúc 15m, Rd - dỡ của máy xúc 13 m cho máy xúc KOMATSU PC 1250

dung tích gầu 6,5m3 ; α,– Góc nghiêng sườn tầng 600 ; β - Góc nghiêng sườn

đống đá nổ mìn, 450 ; Kr - hệ số nở rời của đất đá nổ mìn Kr = 1,5 ; η’ =

ƯWh

=0 , 55−:−0,7 m; η’’ =

ƯbƯW

= 1, W – đường kháng chân tầng 5,5m; b - khoảng

cách giữa các hàng mìn 5,5 m.

Máy xúc KOMATSU PC – 1250 dung tích gầu 6,5m3

7


Thay số liệu ta được: h = 22,5m ta chọn chiều cao tầng 22 m.

Chiều cao tầng lớn nhất có thể áp dụng công thức

hgmax =

C∗Cos ρ 'γ∗Cos β∗Sin( β−ρ' )∗(1−√tg α∗tg β ) , m

Trong đó: C- Lực dính kết của đất đá, ρ’ – Góc nội ma sát, β – Góc mặt

trượt 00 đất đá tương đối đồng nhất, α – Góc nghiêng sườn tầng 600.

Đá vôi sét là đá chủ yếu của địa tầng, thường phân bố trên vách vỉa than,

đặc biệt là trên vách vỉa 16 (Phân hệ tầng Văn Lãng trên T 3n-rvl2). Đá có phân

lớp mỏng đến trung bình, khá rắn chắc, nứt nẻ nhiều,càng xuống sâu nứt nẻ càng

tăng, phần trên phát triển cáctơ, Loại đá này chiếm tỷ lệ 59,64% địa tầng.

Các chỉ tiêu cơ lý đá vôi sét

Bảng số 2-3:

Giátrị

Khối lượng thể tích,

(g/cm3)

Khối lượng riêng,Δ(g/cm3)

Cường độ

kháng nénσ n

(kG/cm2

)

Cường độ

kháng kéo σ K

(kG/cm2

)

Góc nội ma sát

ϕ(độ.phút)

Lực dính kếtC

8


(kG/cm2

)Nhỏ nhất 1,97 2,14 98 31,7 21005’ 130,0

Lớn nhất 3,07 3,20 1577 229,0 36015’ 870,0

Trung bình 2,63 2,70 640 68,8 32057’ 297,0

- Chiều rộng mặt tầng công tác:

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 sử dụng. Chiều rộng nhỏ

nhất của mặt tầng công tác được xác định theo chiều rộng, khoảng khai thác,

chiều rộng giải vận chuyển, khoảng cách thiết bị phụ và đai an toàn.

Khi khai thác bằng phương pháp nổ mìn tầng cao chiều rộng mặt tầng

công tác phụ thuộc vào công dụng của chúng – Khoan – vận chuyển hay chỉ

dùng vận chuyển, mà có giá trị khác nhau. Chiều rộng của của mặt tầng khoan –

vận chuyển phụ thuộc vào số hàng mìn nổ đồng thời, chiều rộng của mặt tầng

vận chuyển phụ thuộc vào thông số làm việc của thiết bị và tổ chức vận hành

trên mặt tầng. Chiều rộng nhỏ nhất của vệt xe chạy phụ thuộc vào thông số của

đường ô tô, đảm bảo tốc độ chuyển động cần thiết của ô tô trên tầng công tác.

- Chiều rộng đai vận tải và đai bảo vệ:

Các tầng trên bờ không công tác (bờ rừng) của mỏ được chia thành các

đai vận chuyển, bảo vệ và dọn sạch. Đai vận chuyển nối liền 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 các thiết bị vận

chuyển. Các đai an toàn hình thành khi bạt thêm bờ mỏ nhằm tăng thêm độ độ

ổn định của bờ mỏ cũng như để ngăn ngừa hiện tượng vùi lấp tụt lở các tảng đá

từ tầng trên lăn xuống. Các đai dọn sạch có chiều rộng đủ để các thiết bị dọn

sạch (máy gạt, máy xúc cỡ nhỏ, ô tô) hoạt động theo chu kỳ nhằm giữ cho bờ

mỏ khỏi bị vùi lấp.

Kích thước của các đai phụ thuộc vào tính chất và tình trạng của đất đá

trên bờ, chiều cao của bờ, phương pháp tổ chức công tác khoan nổ trong mỏ,

thời gian tồn tại và độ dốc của bờ. Chiều rộng của đai bảo vệ theo quy tắc an

toàn không được nhỏ hơn 0,2h(chiều cao tầng) và 15 m trong đất đá mềm và

9


30m trong đất đá cứng theo chiều thẳng đứng phải đề lại một đai bảo vệ. Nếu

không sử dụng những biện pháp khoan nổ đặc biệt trên các tầng ở vị trí kết thúc

của bờ mỏ thì chiều rộng đai bảo vệ có thể đạt tới 8-:- 12m hoặc tùy thuộc vào

chiều cao tầng.

Bên cạnh các đai bảo vệ có chiều rộng nhỏ, cứ 3 tầng thì để lại một đai

dọn sạch có chiều rộng 6-:-10m.

Chiều rộng tối thiểu của đai vận chuyển bao gồm chiều rộng rãnh thoát

nước và chiều rộng của vệt xe chạy.

- Góc nghiêng của sườn tầng và bờ mỏ:

Góc nghiêng của sườn tầng và bờ mỏ phụ thuộc vào các yếu tố tự

nhiên( độ dốc và hướng cắm của vỉa, điều kiện địa chất và địa chất thủy văn,

tính chất cơ lý của đất đá..) và các yếu tố kỹ thuật( thời gian tồn tại, công dụng

của tầng và bờ mỏ phương pháp khai thác ...)

Góc nghiêng sườn tầng thường được chọn theo tính chất cơ lý của đất đá

trong tầng.

Trị số góc nghiêng của sườn tầng áp dụng theo bảng sau

Bảng 2-4

Loại đất đá f(độ cứng) α(độ)

Rất cứng, đồng nhất và đẳng hướng 20 Tới 90

Cứng và rất cứng 15-20 75-85

Cứng và cứng vừa 8-14 65-75

Cứng vừa 3-7 55-65

Tương đố mềm và mềm 1-2 40-55

Mềm và đất rễ cây 0,6-0,8 25-40

Khi điều kiện địa chất thủy văn của tầng xấu nên lấy theo trị số thấp hơn.

Vớ đất đá mỏ than Khánh Hòa có độ cứng trung bình f = 7,984 lớn nhất f

= 8,14 ta chọn góc nghiêng sườn tầng từ α = 550 -:- 650

10


Góc nghiêng của bờ tủy theo tính chất sử dụng khác nhau. Góc nghiêng

của bờ không công tác (bờ dừng) gọi là góc dừng của bờ có giá trị lớn hơn góc

nghiêng của bờ công tác.

Bờ không công tác: Trên đó có các tầng không làm việc(còn gọi là bờ

dừng) ở vị trí kết thúc (biên giới mỏ) gọi là bờ kết thúc.

Góc nghiêng của bờ dừng (bờ kết thúc) được chọn theo 2 điều kiện:

Đảm bảo tính ổn định của bờ (nên còn gọi là góc ổn định của bờ).

Đảm bảo điều kiện sử dụng kỹ thuật của bờ (bảo vệ, dọn sạch, vận

chuyển...).

Góc nghiêng bờ dừng mỏ lộ thiên được áp dụng theo bảng sau:

Bảng 2-4

Loại đất đá f(độ cứng) Khi chiều sâu mỏ, m

90 180 240 ≥300

Cứng và rất cứng 15-20 60 - 68 57 - 65 52 – 60 48 – 54

Cứng và cứng vừa 8-14 50 - 60 48 - 57 45 – 53 42 – 43

Cứng vừa 3-7 43 - 50 41 - 48 39 – 45 36 – 43

Tương đối mềm và mềm 1-2 30 - 43 28 - 41 26 – 32 24 – 36

Mềm và đất rễ cây 0,6-0,8 21 - 30 20 – 28 - -

Góc nghiêng của bờ dừng tính theo điều kiện ổn định bờ mỏ rất phức tạp

vì nó bị ảnh hưởng đồng thời nhiều yếu tố tự nhiên và kỹ thuật. Góc nghiêng bờ

dừng xác định theo điều kiện kỹ thuật phụ thuộc vào kết cấu của bờ:

Được xác định theo công thức:

Tgγ =

n∗H

∑ bv+∑ bvt+∑ bds+n∗H∗ctg α0

, ộđộ

Trong đó:

n - Số tầng trên bờ mỏ;

bv, bvt, bds – Chiều rộng các đai bảo vệ, vận tải, dọn sạch;

α0 – góc nghiêng sườn tầng, 600;

H – Chiều cao tầng 22 m.

11


Hiện tại mỏ đang áp dụng góc dốc bờ dừng từ 300 – 400 do điều kiện vỉa

dốc đứng, khả năng đổ thải hạn chế, phải khai thác xuống sâu hệ số bóc lớn, để

nâng cao hiệu quả khai thác, giảm hệ số bóc nhất thiết phải nâng cao các thông

số của hệ thống khai thác đang áp dụng tải mỏ hiện nay, như chiều cao tầng, góc

nghiêng sườn tầng, góc nghiêng bờ dừng hay góc nghiêng bờ kết thúc mỏ.

Các thông số hợp lý của hệ thống khai thác mỏ sẽ được tính toán cụ thể

trong phần 2.2.4 - Tối ưu các hệ thống khai thác.

2.1.2. Đánh giá các thông số vận tải, bãi thải và thoát nước mỏ

2.1.2.1. Hiện trạng công tác vận tải trong mỏ

Các năm gần đây mỏ than Khánh Hòa đã đầu tư bổ sung ô tô tự đổ trọng

tải lên đến 55 60 tấn, vận chuyển than nguyên khai sử dụng ô tô tự đổ trọng

tải 39 tấn. Số lượng thiết bị vận chuyển hiện có tính đến 1/1/2013 xem bảng 2 -

5.

Bảng 2-5

TT Tên thiết bị chính Đơn vị Số lượng

I Vận tải đất đá

1 Ô tô CAT-769D (39,78T) Cái 5

2 Ô tô CAT-773E, F (58T) Cái 39

3 Ô tô HD-465-7R (58T) Cái 11

4 Ô tô Bellaz phục vụ Cái 2

5 Ô tô Kpaz phục vụ Cái 3

a. Vận tải than trong mỏ

Với khối lượng và cung độ vận tải than như trên, áp dụng sơ đồ vận tải

than bằng ô tô tự đổ như hiện nay mỏ đang áp dụng.

Than nguyên khai từ các gương tầng khai thác được xúc lên ô tô tự đổ tải

từ 39 tấn chở về xưởng sàng phía Tây Nam khai trường. Tại đây than nguyên

khai được chế biến, phần than đủ tiêu chuẩn cấp cho nhà máy nhiệt điện Cao

Ngạn, phần còn lại sẽ được tiêu thụ cho các hộ lẻ. Số lượng ô tô vận chuyển

than nguyên khai xem bảng 2-5.

b. Vận tải đất đá

12


Với khối lượng và cung độ vận tải đất đá thải như tính toán, dự án vẫn áp

dụng phương án vận tải đất đá thải của mỏ bằng ô tô đơn thuần như hiện nay.

Đối với mỏ than Khánh Hòa công tác đổ thải hiện nay mỏ đang vận

chuyển đất đá thải bằng ô tô tự đổ có tải trọng lên đến 60T, hiện tại mỏ đang tiến

hành đổ thải tại bãi thải Nam và bãi thải Tây, hai bãi thải này có vị trí nằm gần

khu vực đông dân cư vì vậy dung tích còn lại của hai bãi thải này không thể đáp

ứng được nhu cầu của mỏ trong thời gian tới. Chính vì vậy cần phải nghiên cứu,

xem xét lựa chọn các vị trí đổ thải khác làm bãi thải chứa đất đá thải của mỏ

than Khánh Hòa. Qua khảo sát địa hình khu vực, cùng với chủ đầu tư Tổng công

ty CN Mỏ Việt Bắc, công ty TNHH MTV than Khánh Hòa dự án đã lựa chọn vị

trí đổ thải thêm của mỏ Khánh Hòa là mở rộng khu vực bãi thải Tây hiện có (vị

trí này cũng đã được UBND tỉnh Thái Nguyên chấp thuận chủ trương sử dụng

đất để mở rộng khai thác mỏ Khánh Hòa trong công văn số 2570/UBND-NC

ngày 23/11/2012). Tại đây mỏ sẽ đổ thải với khối lượng là trên 136,8 triệu m3 sẽ

đáp ứng đủ khối lượng đất bóc của mỏ (Cộng với khoảng 5 triệu m3 đổ bãi thải

trong từ năm 2033).

c. Đường ô tô trong mỏ

Hiện tại hệ thống đường vận tải trong mỏ tương đối hoàn chỉnh, không

cần tiến hành làm mới. Hệ thống đường ô tô ra bãi thải sẽ được kéo dài trong

quá trình khai thác, bằng đất đá thải của mỏ.

2.1.2.2. Đánh giá công tác vận tải mỏ

Mỏ than Khánh Hòa có cấu tạo dạng hình lòng máng t han và đất đá

được khoan và nổ mìn, bốc xúc bằng gầu xúc và vận chuyển bằng xe tải.

Các xe tải Ô tô CAT-769D (39,78T) đến Ô tô CAT-773E, F (58T), vận chuyển

đất đá than từ đáy moong dọc theo hệ thống đường uốn lượn lồi lõm của

mỏ tới khu vực bãi thải ngoài hoặc tới xưởng nghiền trên mặt mỏ với sơ đồ

công nghệ vận tải như vậy khi khai thác xuống sâu cung độ vận tải tăng và

chi phí vận tải sẽ rất lớn. Do khả năng đổ thải của mỏ than Khánh Hòa bị

hạn chế, khi khai thác xuống sâu đồng nghĩa với việc bóc một lượng rất lớn

đất đá.

13


Để sử dụng tối đa năng lực vận tải hiện có của mỏ, nâng cao hiệu suất

vận tải, giảm chi phí vận tải có thể sử dụng vận tải liên hợp, kết hợp giữa ô

tô với trục tải nghiêng tại bờ mỏ.

2.1.2.3. Hiện trạng công tác đổ thải

Hiện tại công tác đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa được thực hiện bằng ô tô

tự đổ có tải trọng đến 60 tấn ra các bãi thải Tây và bãi thải Nam với khối lượng

đất đá thải hàng năm trung bình khoảng 8 triệu m3.

Tổng khối lượng đất đá bóc toàn mỏ là 179 746 000 m3.

a. Vị trí bãi thải

Căn cứ vào hiện trạng công tác đổ thải và đặc điểm địa hình khu mỏ

Khánh Hòa. Quá trình khảo sát cho thấy hiện nay mỏ đang tiến hành đổ thải tại

hai bãi thải chính đó là bãi thải Nam và bãi thải Tây. Dự án tính toán tổng dung

tích có thể chứa còn lại của hai bãi thải này khoảng 60 triệu m3. Để đáp ứng

được hơn 179,746 triệu m3 đất đá bóc của mỏ cần thiết phải nghiên cứu lựa chọn

thêm vị trí đổ thải cho mỏ Khánh Hòa.

Như vậy khối lượng còn lại của mỏ Khánh Hòa cần phải đổ thải tại vị trí

mới là khoảng 105 triệu m3 đất bóc (Cộng với khoảng 5 triệu m3 đổ bãi thải

trong đổ thải từ năm 2033). Qua khảo sát địa hình khu vực, cùng với chủ đầu tư

Tổng công ty CN Mỏ Việt Bắc, công ty TNHH MTV than Khánh Hòa dự án đã

lựa chọn vị trí đổ thải thêm của mỏ Khánh Hòa đó là mở rộng bãi thải Tây.

Trên thực tế công tác giải phóng đền bù phục vụ khai thác và đổ thải tại

mỏ than Khánh Hòa trong những năm qua gặp rất nhiều khó khăn và vướng

mắc. Chính vì vậy để tạo thuận lợi cho mỏ than Khánh Hòa trong công tác giải

phóng đền bù phục vụ công tác đổ thải dự án tính toán thêm vị trí khu vực đổ

thải dự phòng cho mỏ than Khánh Hòa trên cơ sở tổng dung tích bãi thải ngoài

của mỏ không đổi. (vị trí này cũng đã được UBDN tỉnh Thái Nguyên chấp thuận

chủ trương sử dụng đất để mở rộng khai thác mỏ Khánh Hòa trong công văn số

2570/UBND-NC ngày 23/11/2012) .

Dung tích, vị trí của các bãi thải và vị trí khu vực đổ thải dự phòng của

mỏ xem bảng 2-6 bản đồ T237 – 1LT – 01 – 07.

14


Lịch đổ thải hai phương án xem bảng 2-6 kết hợp với các bản vẽ khai thác

các năm.

b. Công nghệ thải đất đá

Đất đá thải được vận chuyển bằng ôtô tự đổ ra các bãi thải ngoài, sử dụng

công nghệ đổ thải như hiện nay mỏ đang áp dụng ô tô kết hợp với máy gạt.

Khối lượng đất đá thải được ô tô tự đổ có tải lên tới 60 T vận chuyển lên

bãi thải, dọc theo tuyến thải phải đắp bờ an toàn để định vị cho ô tô đổ thải, Để

đảm bảo an toàn cho các thiết bị làm việc trên mặt bãi thải, tại mép sườn tầng

thải tạo đê bao an toàn với chiều cao đê: 0,8 1m, chiều rộng mặt đê: 0,5m.

Việc tạo đê bao an toàn được thực hiện bằng xe gạt. Trường hợp mưa, bão ... đất

đá thải được đổ trực tiếp xuống mặt bãi thải sau đó sử dụng xe gạt để gạt xuống

sườn tầng thải.

Trên tuyến chia làm 2 khu vực:

+ Khu vực xe gạt làm việc;

+ Khu vực ô tô đổ thải.

Khối lượng đổ thải trực tiếp dự kiến tính bằng 65% (Khối lượng gạt tính

35%) khối lượng đổ thải toàn bộ.

- Lựa chọn thiết bị: Để phục vụ công tác san gạt, sử dụng xe gạt hiện có

hoặc loại tương đương.

c. Thông số bãi thải và công trình chống trôi lấp bãi thải

- Do thành phần đá thải của mỏ Khánh Hòa chủ yếu là đá vôi sét tỷ lệ 50

60%, cát kết tỷ lệ 4 5%, còn lại là bột kết, sét kết và cuội kết, các nham

thạch có độ bền vững cao, rắn chắc. Quá trình thực hiện nhiều năm không xảy ra

hiện tượng sạt lở, góc dốc sườn tầng thải ổn định.

Các thông số của bãi thải mỏ đang áp dụng như sau:

- Chiều cao tầng thải: 20 50 m.

- Góc dốc sườn bãi thải: Theo góc dốc tự nhiên của đất đá đổ thải (300-

350)

15


- Góc dốc bãi thải: 280- 300

- Độ dốc mặt bãi thải: (dốc vào trong 2%).

- Khoảng cách an toàn tính từ đê chắn chân bãi thải ra phía ngoài tối thiểu

là 50m.

- Các bãi thải đang hoạt động phải tiến hành đo đạc định kỳ sáu tháng một

lần.

- Thường xuyên quan trắc, đo đạc dịch động bãi thải để có các giải pháp

hỗ trợ kịp thời khi xẩy ra sụt lún, sạt lở bãi thải.

Cốt cao đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa của từng bãi thải khi kết thúc cụ

thể như sau:

+ Bãi thải Tây kết thúc đổ thải ở cốt cao là +250 m.

+ Bãi thải Nam kết thúc đổ thải ở cốt cao là +190 m.

+ Bãi thải trong kết thúc đổ thải ở cốt cao là -120 m.

Hình 2-6. Sơ đồ hình thể bãi thải (hình vẽ có tính chất minh hoạ)

LỊCH ĐỔ THẢI MỎ THAN KHÁNH HÒA

Bảng 2-6

Năm

KT

Hình

thức

đổ

Vị trí đổ thảiTổng cộng

BT Tây BT Nam BT Trong

KL

(m3)

Cung

độ

KL

(m3)

Cung

độ

KL

(m3)

Cung

độ

KL

(m3)

Cung

độ

16


(km) (km) (km) (km)

2013 Ô tô 4334 3 5000 3 9334 3.00

2014 Ô tô 4334 3.1 5000 3.1 9334 3.10

2015 Ô tô 3734 3.2 5000 3.2 8734 3.20

2016 Ô tô 3234 3.3 5000 3.5 8234 3.42

2017 Ô tô 6234 3.4 2000 3.7 8234 3.47

2018 Ô tô 5734 3.6 2000 3.8 7734 3.65

2019 Ô tô 5734 3.8 2000 3.9 7734 3.83

2020 Ô tô 5734 4.05 2000 4 7734 4.04

2021 Ô tô 5734 4.3 2000 4.1 7734 4.25

2022 Ô tô 5734 4.55 2000 4.2 7734 4.46

2023 Ô tô 5734 4.75 2000 4.3 7734 4.63

2024 Ô tô 5734 4.95 2000 4.4 7734 4.81

2025 Ô tô 5734 5.20 2000 4.5 7734 5.02

2026 Ô tô 7734 5.45 7734 5.45

2027 Ô tô 7734 5.70 7734 5.70

2028 Ô tô 7734 5.90 7734 5.90

2029 Ô tô 7734 6.15 7734 6.15

2030 Ô tô 7734 6.35 7734 6.35

2031 Ô tô 7234 6.55 7234 6.55

2032 Ô tô 6534 6.75 6534 6.75

2033 Ô tô 5434 6.95 500 1 5934 6.45

2034 Ô tô 4334 7.15 1000 1 5334 6.00

2035 Ô tô 3734 7.25 1000 1.1 4734 5.95

2036 Ô tô 3134 7.35 1000 1.2 4134 5.86

2037 Ô tô 1430 1.3 1430 1.30

Tổng Ô tô 136816 5.20 38000 3.63 4930 1.15 179746 4.75

e. Đê chắn chân bãi thải

Để chống trôi lấp đất đá ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, trong quá

trình đổ thải, phía dưới chân bãi thải phải xây dựng đê chắn để ngăn đất đá thải

trôi xuống dưới hạ lưu.

17


- Kích thước đê chắn: Cao 5m, chiều rộng 7m, taluy 1/1,5;

- Kết cấu đê bằng đất đắp đầm chặt K=0.95

- Tuyến đê chắn bãi thải Tây: dài 4.25 km, khối lượng 348 725m3;

- Tuyến đê chắn bãi thải Nam: dài 3.5 km, khối lượng 253 750 m3;

2.1.2.4. Đánh giá công tác đổ thải

Để đánh giá sự ổn định của bãi thải chúng ta phải xác định được các

thông số giới hạn của bãi thải, để giả quyết vấn đề ổn định bãi thải trên mỏ lộ

thiên cần phải nghiên cứu chi tiết các yếu tố như:

- Tỷ lệ phần trăm các loại đá khác nhau;

- Sức kháng trượt của đấ đá thải;

- Tính chất bền của đấ đá, nền bãi thải kể cả đặc tính kháng trượt theo chỗ

tiếp xúc giữa bãi thải và nền bãi thải cũng như trong đất đá của nền bãi thải;

Sự mất ổ định bãi thải thường xảy ra do lở, lún và trượt, nguy hiểm nhất

và phổ biến nhất là hiện tượng trượt. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng trượt

là do sự không phù hợp giữa các thông số của bãi thải và khả năng mang tải của

đất đá thải.

Qua tài liệu thuyết minh dự án khai thác lộ thiên mỏ Khánh Hòa(cải tạo

mỏ rộng) do công ty CP TVĐT mỏ và công nghệ - Vinacomin lập không tính

toán cụ thể các thông số ổn định bãi thải, mà chỉ đưa ra các thông số chung

chung. Do đặc điểm mỏ than Khánh Hòa rất hạn chế cho công tác đổ thải do vậy

để đảm bảo khai thác hết phần trữ lượng than trong biên giới mỏ nhất thiết phải

sử dụng các biện pháp nâng cao khả năng đổ thải của bãi thải như nâng cao

chiều cao đổ thải, nâng cao góc dốc sờn bãi thải nhưng vẫn phải đảm bảo an

toàn cho bãi thải, các số liệu cụ thể sẽ được tính toán mục 2.2.8 - Tối ưu các gải

pháp đổ thải đất đá.

2.1.2.5. Công tác thoát nước mỏ

a. Hiện trạng công tác thoát nước mỏ

- Hiện tại đang mỏ đang duy trì 01 trạm bơm:

+ Trạm bơm mức -160 có nhiệm vụ bơm toàn bộ lượng nước từ mức

18


-160 lờn mặt bằng thoát nước mức +30 trạm có 03 máy bơm thông số kỹ

thuật như sau:

Bảng 2-7 Thông số kỹ thuật của bơm mức - 160

Mã hiệuLưu lượng

Q (m3/h)

Cột áp

H (m)

Công suất

N (kW)

Số lượng

(cái)Nước SX

MD 800 1000 198 800 02 T.Quốc

1000 180 650 01 T.Quốc

- Đường ống thoát nước là loại ống nhựa PE có đường kính Φ355( sử dụng

lại toàn bộ hệ thống đường ống hiện có của mỏ). Các thiết bị này hiện đang hoạt

động ổn định đảm bảo nhiệm vụ thoát nước theo yêu cầu.

Công tác thoát nước mỏ Khánh Hòa hiện nay khá hoàn thiện đảm bảo

nhiệm vụ thoát nước theo yêu cầu.

Theo thuyết minh dự án khai thác lộ thiên mỏ Khánh Hòa do công ty CP tư

vấn đầu tư mỏ và công nghệ - Vinacomin lập, các giải pháp thoát nước mỏ từ

nay đến năm kết thúc khai thác đạt yêu cầu do vậy trong đề tài nghiên cứu khoa

học này xin phép không coi như công tác thoát nước đạt yêu cầu.

19

sửa lỗi_2.1.1.Đánh giá thông số mỏ vỉa và hệ thống khai thác

Documents