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

Phần 2 của giáo trình "Tối ưu thiết kế mỏ hầm lò" tiếp tục cung cấp cho học viên những kiến thức 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 Tối ưu thiết kế mỏ hầm lò: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh Chương 4 XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MỎ Các tham số định lượng cơ bản của mỏ gồm công suất (A), tuổi mỏ (T), trữ lượng khoáng sản (Zcn), kích thước theo phương (S), kích thước theo hướng dốc (H). Một số tham số có mối quan hệ đương nhiên: Zcn = A .T; tấn Mối quan hệ đơn giản trên có ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế mỏ. Từ những quan hệ này ta có thể xác định một số tham số khác: T = ; năm 4.1. Công suất mỏ Công suất (A) (sản lượng) mỏ là khối lượng khoáng sản khai thác được trong một năm (T/năm ). Công suất mỏ là một tham số định lượng quan trọng nhất vì công suất mỏ là yếu tố quyết định đến chi phí đầu tư xây dựng cơ bản và các chi phí khác. Khi công suất của mỏ lớn chi phí đầu tư xây dựng cơ bản tăng nhưng chi phí khai thác cho một tấn trữ lượng lại giảm. Công suất mỏ ảnh hưởng tới tất cả các tham số định tính và định lượng của sơ đồ công nghệ mỏ. Các sơ đồ mở vỉa, vận tải, thông gió, tổ hợp công nghệ trên sân công nghiệp. Kích thước giếng và các đường lò, chủng loại và công suất của các thiết bị mỏ. Nhưng nếu công suất của mỏ quá lớn thì thời gian xây dựng cơ bản kéo dài, khi đó mỏ sẽ chậm đạt được công suất thiết kế theo kế hoạch hoặc không đạt được công suất thiết kế dẫn đến sử dụng vốn đầu tư xây dựng cơ bản không có hiệu quả. Ngược lại nếu công suất của mỏ quá nhỏ thời gian tồn tại của mỏ dài và không đạt được 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 được 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 hưởng đến công suất mỏ 4.1.1.1. Đặc điểm điều kiện mỏ - địa chất Trữ lượng khoáng sản (Quy định theo thông tư số 60/2017/TT-BTNMT ngày 08 tháng 12 năm 2017 về phân cấp trữ lượng 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 thường: Trữ lượng 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. Ngược 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 được. 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 hưởng 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 nước 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 hưởng lớn đến việc xác định công suất mỏ . Điều kiện kinh tế của khu vực cũng ảnh hưởng 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 thường cũng nên xây dựng các mỏ nhỏ và trung bình trước. 4.1.2. Phương pháp xác định công suất mỏ 4.1.2.1. Phương 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. Trước đây để xác định công suất mỏ người ta thường sử dụng công thức của giáo sư Dviagin: ;tấn (4.1) Trong đó: E- Hệ số hiệu quả tương đối của vốn đầu tư 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 lượng hàng tháng của lò chợ theo quan hệ tuyến tính. Qua công thức cho thấy các tham số hầu như 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 lượng 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 hưởng rất lớn đền công suất mỏ nhưng chưa được đề cập đến trong quá trình khảo sát. Để phản ánh đầy đủ các điều kiện: Địa chất mỏ, trữ lượng công nghiệp, sự tăng chiều sâu khai thác, số lượng 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 lượng lò chợ... công suất của mỏ (trong giai đoạn sản xuất) có thể xác định theo công thức: ; tấn/năm Trong đó: Kt - Độ tin cậy của sơ đồ công nghiệp mỏ, gương lò, vận tải dưới ngầm, trục tải, mặt mỏ... Kv - Hệ số kể đến ảnh hưởng của số lượng 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, m. Ka- Hệ số tính đến độ sâu khai thác và góc dốc của vỉa. Ks- Hệ số tính đến sản lượng và điều kiện khai thác của các gương lò chợ. 4.1.2.2. Phương pháp thống kê Sử dụng phương pháp thống kê để xác định công suất mỏ không có tác dụng tính toán và không cho phép xác định giá trị nhất định của công suất mỏ mà chỉ xác định hiệu quả kinh tế của công suất mỏ trên cơ sở các số liệu thông kê từ các mỏ với công suất hoạt động khác nhau và cho hiệu quả kinh tế tương ứng kết quả là công ...