Giáo trình Nguyên lí thiết kế mỏ hầm lò: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 2 của giáo trình "Nguyên lí thiết kế mỏ hầm lò" tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: xác định các tham số cơ bản của mỏ; thiết kế khu khai thác; lựa chọn và thiết kế sân ga hầm trạm;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Nguyên lí thiết kế mỏ hầm lò: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh Chƣơng 4 XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MỎ Các tham số định lƣợng cơ bản của mỏ gồm công suất (A), tuổi mỏ (T), trữ lƣợng khoáng sản (Zcn), kích thƣớc theo phƣơng (S), kích thƣớc theo hƣớng dốc (H). Một số tham số có mối quan hệ đƣơng nhiên: Zcn = A .T; tấn Mối quan hệ đơn giản trên có ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế mỏ. Từ Z cn những quan hệ này ta có thể xác định một số tham số khác: T = ; năm A 4.1. Công suất mỏ Công suất (A) (sản lƣợng) mỏ là khối lƣợng khoáng sản khai thác đƣợc trong một năm (T/năm ). Công suất mỏ là một tham số định lƣợng quan trọng nhất vì công suất mỏ là yếu tố quyết định đến chi phí đầu tƣ xây dựng cơ bản và các chi phí khác. Khi công suất của mỏ lớn chi phí đầu tƣ xây dựng cơ bản tăng nhƣng chi phí khai thác cho một tấn trữ lƣợng lại giảm. Công suất mỏ ảnh hƣởng tới tất cả các tham số định tính và định lƣợng của sơ đồ công nghệ mỏ. Các sơ đồ mở vỉa, vận tải, thông gió, tổ hợp công nghệ trên sân công nghiệp. Kích thƣớc giếng và các đƣờng lò, chủng loại và công suất của các thiết bị mỏ. Nhƣng nếu công suất của mỏ quá lớn thì thời gian xây dựng cơ bản kéo dài, khi đó mỏ sẽ chậm đạt đƣợc công suất thiết kế theo kế hoạch hoặc không đạt đƣợc công suất thiết kế dẫn đến sử dụng vốn đầu tƣ xây dựng cơ bản không có hiệu quả. Ngƣợc lại nếu công suất của mỏ quá nhỏ thời gian tồn tại của mỏ dài và không đạt đƣợc các chỉ tiêu tiên tiến về kỹ thuật và kinh tế, hiệu quả và lợi nhuận của xí nghiệp nhỏ. Chính vì vậy bài toán xác định công suất mỏ đã đƣợc nhiều nhà khoa học có tên tuổi trên thế giới với nhiều công trình khoa học nghiên cứu giải quyết vấn đề này. 4.1.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến công suất mỏ 4.1.1.1. Đặc điểm điều kiện mỏ - địa chất Trữ lƣợng khoáng sản (Quy định theo thông tƣ số 60/2017/TT-BTNMT ngày 08 tháng 12 năm 2017 về phân cấp trữ lƣợng và tài nguyên khoáng sản rắn) và các yếu tố thế nằm của vỉa than là điều kiện cơ bản để xác định công suất mỏ. 66 Thông thƣờng: Trữ lƣợng khoáng sản càng lớn, vỉa dày, dốc bằng, dốc thoải, độ chứa khí nhỏ, tính chất cơ lý đất đá ổn định...công suất của mỏ lớn. Ngƣợc lại khi cấu tạo địa chất phức tạp nhiều phay phá, đứt gẫy vỉa không ổn định làm cho chiều dài khu khai thác, chiều dài lò chợ bị hạn chế không thể cơ giới hoá...công suất mỏ sẽ không thể lớn đƣợc. 4.1.1.2. Khả năng kỹ thuật và tổ chức Kỹ thuật và công nghệ khai thác luôn luôn phát triển làm cho công suất của lò chợ, công suất khu khai thác cũng không ngừng tăng theo sự phát triển của khoa học kĩ thuật và công nghệ. Khả năng tổ chức bố trí dây chuyền công nghệ và tổ chức sản xuất hợp lý cũng đóng một vai trò rất lớn ảnh hƣởng trực tiếp đến công suất mỏ. 4.1.1.3. Điều kiện của nền kinh tế quốc dân và khu vực Tình hình kinh tế của đất nƣớc và yêu cầu phát triển toàn diện của nền kinh tế quốc dân luôn gắn liền với yêu cầu nhất định đối với tốc độ và quy mô xây dựng mỏ. Yêu cầu này ảnh hƣởng lớn đến việc xác định công suất mỏ . Điều kiện kinh tế của khu vực cũng ảnh hƣởng rất lớn đối với việc xác định công suất mỏ: Ví dụ khi khu vực tiêu thụ than ít, điều kiện kinh tế khó khăn mặc dù điều kiện mỏ - địa chất thuận lợi thì thƣờng cũng nên xây dựng các mỏ nhỏ và trung bình trƣớc. 4.1.2. Phƣơng pháp xác định công suất mỏ 4.1.2.1. Phƣơng pháp giải tích Căn cứ vào điều kiện mỏ - địa chất, kỹ thuật công nghệ, khả năng kinh tế và tổ chức để làm cơ sở xác định. Trƣớc đây để xác định công suất mỏ ngƣời ta thƣờng sử dụng công thức của giáo sƣ Dviagin: C1 . 2  E.K1 Am  ;tấn (4.1) C1  k .E.K 2 Z cn Trong đó: E- Hệ số hiệu quả tƣơng đối của vốn đầu tƣ xây dựng cơ bản; E = 0,1 C1, K1, K2, k- Các hệ số tính toán theo các số liệu thông kê của các mỏ đang sản xuất và theo thiết kế. 67 - Hệ số cố định tính đến sự thay đổi của các tham số chi phí trong các điều kiện đã cho, qua kết quả thống kê hệ số  phụ thuộc vào sản lƣợng hàng tháng của lò chợ theo quan hệ tuyến tính. Qua công thức cho thấy các tham số hầu nhƣ mang tính chất thống kê nên trong công thức không phản ánh đầy đủ đến điều kiện mỏ - địa chất (mói chỉ xét đến giá trị của trữ lƣợng công nghiệp của ruộng mỏ). Sự thay đổi chiều sâu khai thác, mức độ phức tạp của điều kiện địa chất kiến tạo, số vỉa than trong ruộng mỏ, khoảng cách giữa các vỉa, chiều dầy các vỉa… đồng thời các yếu tố kinh tế, kỹ thuật công nghệ cũng ảnh hƣởng rất lớn đền công suất mỏ nhƣng chƣa đƣợc đề cập đến trong quá trình khảo sát. Để phản ánh đầy đủ các điều kiện: Địa chất mỏ, trữ lƣợng công nghiệp, sự tăng chiều sâu khai thác, số lƣợng vỉa trong ruộng mỏ và số vỉa khai thác đồng thời, tổng chiều dày các vỉa than trong ruộng mỏ và tổng chiều dày các vỉa khai thác đồng thời, độ chứa khí, góc dốc của vỉa và sản lƣợng lò chợ... công suất của mỏ (trong giai đoạn sản xuất) có thể xác định theo công thức: Am  K t K v  K s  Z CN md .K a ; tấn/năm mt Trong đó: Kt - Độ tin cậy của sơ đồ công nghiệp mỏ, gƣơng lò, vận tải dƣới ngầm, trục tải, mặt mỏ... Kv - Hệ số kể đến ảnh hƣởng của số lƣợng vỉa, trong ruộng mỏ và số vỉa khai thác đồng thời. md - Tổng chiều dày các vỉa khai thác đồng thời, m. mt - Tổng chiều dày các vỉa trong ruộng mỏ ...