Nghiên cứu công nghệ khai thác các mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và địa chất thuỷ..

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu công nghệ khai thác các mỏ quặng sắt lộ thiên dưới mức thoát nước tự chảy trong điều kiện địa chất và địa chất thuỷ..

1. 1 BỘ GIÁO D ỤC VÀ ĐÀO T ẠO TR ƯỜNG ĐẠ I H ỌC M Ỏ - ĐỊA CH ẤT LƯU V ĂN TH ỰC NGHIÊN C ỨU CÔNG NGH Ệ KHAI THÁC CÁC M Ỏ QU ẶNG S ẮT L Ộ THIÊN D ƯỚI M ỨC THOÁT N ƯỚC TỰ CH ẢY TRONG ĐIỀU KI ỆN ĐỊ A CH ẤT VÀ ĐỊA CH ẤT THU Ỷ V ĂN PH ỨC T ẠP Ở VI ỆT NAM Ngành: Khai thác m ỏ Mã s ố: 62520603 TÓM T ẮT LU ẬN ÁN TI ẾN S Ĩ K Ỹ THU ẬT HÀ N ỘI: 2014
2. 2 Công trình được hoàn thành t ại: B ộ môn Khai thác l ộ thiên, Khoa m ỏ, Tr ường Đại h ọc M ỏ-Địa ch ất Ng ười h ướng d ẫn khoa h ọc: NG ƯT.PGS.TS. H ồ S ĩ Giao Tr ường Đạ i h ọc M ỏ-Địa ch ất Ph ản bi ện 1:TSKH Nguy ễn Thanh Tuân H ội Khoa h ọc và công ngh ệ M ỏ Vi ệt Nam Ph ản bi ện 2: TS Nguy ễn Ph ụ V ụ Hội Khoa h ọc và công ngh ệ M ỏ Vi ệt Nam Ph ản bi ện 3: TS Lê Ng ọc Ninh B ộ tài nguyên và Môi tr ường Lu ận án s ẽ được b ảo v ệ tr ước H ội đồ ng đánh giá lu ận án c ấp tr ường, h ọp t ại: Tr ường Đạ i h ọc M ỏ-địa Ch ất, Ph ường Đức Th ắng, Qu ận B ắc T ừ Liêm, Hà N ội. Vào h ồi gi ờ .ngày tháng n ăm 2014 Có th ể tìm hi ểu lu ận án t ại Thư vi ện Qu ốc Gia, Hà N ội ho ặc Th ư vi ện Tr ường Đạ i h ọc M ỏ-địa Ch ất
3. 1 MỞ ĐẦ U 1. Tính c ấp thi ết c ủa đề tài Hi ện nay, trên lãnh th ổ VN đã phát hi ện được 216 m ỏ và điểm quặng s ắt v ới tr ữ l ượng và tài nguyên g ần 1,2 t ỷ t ấn. Các m ỏ ch ủ y ếu phân b ố ở các t ỉnh mi ền núi phía B ắc và Trung B ộ. Điều ki ện khai thác c ủa các m ỏ qu ặng s ắt n ước ta khá khó kh ăn: H ầu h ết các m ỏ ph ải khai thác xu ống sâu d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy, điều kiện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp. Hi ện nay, nhi ều m ỏ các thông s ố HTKT và thi ết b ị khai thác không đồ ng b ộ, thi ết b ị l ạc h ậu, không phù h ợp v ới yêu c ầu khi m ở r ộng và khai thác xu ống sâu, v.v Tuy nhiên, đến nay ch ưa có công trình nào nghiên c ứu đầ y đủ và hoàn ch ỉnh để đưa vào áp d ụng trong s ản xu ất t ại các m ỏ. Đặ c bi ệt các v ấn đề xúc b ốc, vận t ải trên n ền đấ t y ếu, ĐBTB khai thác và đào sâu đáy m ỏ phù h ợp với điều ki ện c ủa t ừng m ỏ. Do đó, các n ội dung nghiên c ứu c ủa đề tài mang tính c ấp thi ết và có ý ngh ĩa th ực ti ễn đố i v ới các m ỏ qu ặng sắt l ộ thiên khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy trong điều ki ện địa ch ất và ĐCTV ph ức t ạp ở VN. 2. M ục tiêu nghiên c ứu c ủa đề tài: Trên c ơ s ở đặ c điểm điều ki ện t ự nhiên c ủa các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên, l ựa ch ọn s ơ đồ công nghệ khai thác và ĐBTB xúc b ốc – v ận tải phù h ợp v ới các m ỏ qu ặng s ắt khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy trong điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp nói chung và cho mỏ s ắt Th ạch Khê nói riêng, nh ằm đáp ứng yêu s ản l ượng và nâng cao hi ệu qu ả khai thác cho doanh nghi ệp. 3. Đối t ượng và ph ạm vi nghiên c ứu Đối t ượng nghiên c ứu c ủa lu ận án là các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy có điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp ở VN, chú tr ọng m ỏ s ắt Th ạch Khê. 4. N ội dung nghiên c ứu - Nghiên c ứu t ổng quan v ề công ngh ệ khai thác qu ặng s ắt l ộ thiên; - Nghiên c ứu v ề đặ c điểm t ự nhiên c ủa các m ỏ qu ặng s ắt có tác động đế n c ơ h ội phát tri ển ngành công nghi ệp khai thác qu ặng s ắt VN; - Nghiên c ứu công ngh ệ khai thác có ti ềm n ăng áp d ụng cho các mỏ qu ặng s ắt l ộ thiên khai thác d ưới m ức thoát nước t ự ch ảy trong điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp ở VN;
4. 2 - Nghiên c ứu các gi ải pháp công ngh ệ khai thác phù h ợp v ới điều ki ện c ủa các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy trong điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp ở VN. 5. Ph ươ ng pháp nghiên c ứu - Ph ươ ng pháp k ế th ừa để phát tri ển, hoàn thi ện; - S ử d ụng ph ươ ng pháp gi ải tích, mô hình hoá toán và trí tu ệ nhân tạo; - Ph ươ ng pháp phân tích, ch ọn l ọc, so sánh và kinh nghi ệm chuyên gia. 6. Ý ngh ĩa khoa h ọc và th ực ti ễn c ủa đề tài 6.1. Ý ngh ĩa khoa h ọc: Góp ph ần b ổ sung và hoàn thi ện lý thuy ết khai thác m ỏ l ộ thiên nói chung và khai thác qu ặng s ắt l ộ thiên trong điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp nói riêng. 6.2. Ý ngh ĩa th ực ti ễn: Kết qu ả nghiên c ứu c ủa lu ận án là c ơ s ở khoa h ọc để các Công ty khai thác qu ặng s ắt l ộ thiên tham kh ảo, nh ằm đưa ra được nh ững gi ải pháp công ngh ệ và k ỹ thu ật thích h ợp, kh ắc ph ục nh ững khó kh ăn do điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp trong quá trình khai thác, đảm bảo hoàn thành k ế hoạch s ản xu ất. 7. Lu ận điểm b ảo v ệ 7.1. Ngoài quy mô s ản l ượng yêu c ầu, các đặ c điểm t ự nhiên nh ư ngu ồn g ốc thành t ạo, tính ch ất c ơ lý đất đá, điều ki ện ĐCTV là c ơ s ở để l ựa ch ọn công ngh ệ khai thác và ĐBTB s ử d ụng cho m ỏ l ộ thiên. 7.2. Khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy và điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp là các y ếu t ố có ảnh h ưởng đế n góc nghiêng c ủa b ờ công tác trên m ỏ l ộ thiên. 7.3. Để gi ảm t ổn th ất và làm nghèo cho các m ỏ khai thác l ộ thiên đặc bi ệt là các m ỏ qu ặng s ắt có điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp và khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy c ần có ph ươ ng pháp khai thác ch ọn l ọc phù h ợp. 7.4. V ới điều ki ện khai thác trên n ền đấ t y ếu thì trong đồng b ộ thi ết b ị s ử d ụng (máy xúc-ô tô) cho m ỏ l ộ thiên, ô tô là thi ết b ị được ưu tiên l ựa ch ọn đầ u tiên. 8. Nh ững điểm m ới c ủa lu ận án 8.1. Đã đề xu ất được ph ươ ng pháp phân lo ại m ức độ ph ức t ạp đố i với các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên VN theo ngu ồn g ốc thành t ạo và y ếu t ố địa ch ất và ĐCTV, làm c ơ s ở để l ựa ch ọn công ngh ệ và thi ết b ị khai
5. 3 thác phù h ợp cho các m ỏ; 8.2. Đã xây d ựng được ph ươ ng pháp xác định góc nghiêng b ờ công tác cho HTKT có góc nghiêng b ờ công tác l ớn khi khai thác dưới m ức thoát n ước t ự ch ảy phù h ợp v ới điều ki ện t ự nhiên các m ỏ qu ặng s ắt VN; 8.3. Đã xây d ựng được các s ơ đồ khai thác ch ọn l ọc phù h ợp v ới điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp c ủa các m ỏ qu ặng s ắt VN khi khai thác dưới m ức thoát n ước t ự ch ảy; 8.4. Đề xu ất ph ươ ng pháp l ựa ch ọn ĐBTB xúc b ốc – v ận t ải phù hợp v ới điều ki ện các m ỏ qu ặng s ắt VN khai thác trên n ền đấ t y ếu. 9. NỘI DUNG C Ơ B ẢN C ỦA LU ẬN ÁN Ch ươ ng 1: T ổng quan v ề khai thác s ắt l ộ thiên ở Vi ệt Nam và các v ấn đề liên quan 1.1. Hi ện tr ạng công tác khai thác qu ặng s ắt ở VN Hi ện t ại, m ột s ố m ỏ qu ặng s ắt n ước ta b ắt đầ u khai thác qu ặng gốc, s ản l ượng đạ t t ừ 100 ÷250 ngàn t ấn/n ăm, m ột s ố m ỏ đang đầ u t ư xây d ựng c ơ b ản nh ư Th ạch Khê, Nà R ụa, v.v - Nhi ều mỏ có thông s ố HTKT ch ưa đảm b ảo theo đúng thi ết k ế, khai thác ch ọn l ọc ch ưa được quan tâm đúng m ức. ĐBTB khai thác ở các m ỏ có công su ất còn nh ỏ, l ạc h ậu, n ăng su ất th ấp. - Điều ki ện khai thác c ủa các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên VN thu ộc lo ại khó kh ăn, đặc bi ệt các m ỏ có điều ki ện t ự nhiên và ĐCTV ph ức t ạp. Quy ho ạch phát tri ển ngành khai thác qu ặng s ắt VN: Sản l ượng của nhi ều m ỏ s ẽ đạ t t ừ 100÷10.000 ngàn t ấn/n ăm, chi ều b ờ m ỏ đạ t t ừ 150÷500 m. Nh ững n ăm t ới n ếu các m ỏ khai thác v ới công ngh ệ, thông s ố HTKT và ĐBTB nh ư hi ện nay s ẽ không đả m b ảo s ản l ượng cũng nh ư hi ệu qu ả kinh t ế. 1.2. Ti ềm n ăng tr ữ l ượng qu ặng s ắt VN: Tổng tr ữ l ượng và tài nguyên qu ặng s ắt VN g ần 1,2 t ỷ t ấn. C ấp tr ữ l ượng là 955,39 tri ệu tấn, chi ếm 82,24%. 1.3. Đặc điểm t ự nhiên các khoáng sàng qu ặng s ắt VN - Các thân qu ặng s ắt g ốc n ước ta có c ấu t ạo ph ức t ạp. Vì v ậy, s ẽ ảnh h ưởng đế n công ngh ệ khai thác và ĐBTB sử d ụng ở các m ỏ. - T ầng đất ph ủ ở các m ỏ có chi ều dày t ừ vài mét đến hàng tr ăm mét (m ỏ Th ạch Khê t ừ 26 ÷226m). Khi bão hòa n ước t ầng đất ph ủ sẽ tr ở thành đất y ếu. Đị a t ầng c ủa m ột s ố m ỏ có các hang karst. - Ph ần l ớn các m ỏ khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy có điều
6. 4 ki ện t ự nhiên và ĐCTV ph ức t ạp. Trong đó, mỏ Th ạch Khê có điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp nh ất, ảnh h ưởng r ất l ớn đế n quá trình khai thác. 1.4. Phân lo ại m ức độ ph ức t ạp các m ỏ qu ặng s ắt theo y ếu t ố tự nhiên Theo m ức độ ph ức t ạp v ề điều ki ện t ự nhiên và ĐCTV các m ỏ qu ặng s ắt được phân thành 3 nhóm: Nhóm I- Đơ n gi ản g ồm các m ỏ: Quý Xa, Làng Vinh-Làng C ọ, Sàng Th ần và các m ỏ qu ặng s ắt sa khoáng ; Nhóm II - Ph ức t ạp gồm các m ỏ: Làng M ỵ, Ti ến B ộ, Làng Tháp, Kíp T ước, Thanh K ỳ, Thanh Tân, Tùng Bá, Nà L ũng, Th ầu Lũng, Đồ ng Chum, v.v ; Nhóm III - R ất ph ức t ạp gồm các m ỏ: Th ạch Khê, Nà R ụa, Tr ại Cau. 1.5. T ổng quan v ề công tác nghiên c ứu công ngh ệ khai thác qu ặng s ắt ở VN Đến nay, đã có m ột s ố công trình nghiên c ứu v ề khai thác qu ặng sắt nh ư: Công ty CP t ư v ấn đầ u t ư M ỏ và Công nghi ệp-TKV đã l ập Ph ươ ng án th ử nghi ệm thi công trên n ền cát và sét tại m ỏ qu ặng s ắt Th ạch Khê; Vi ện Khoa h ọc Công ngh ệ M ỏ-Vinacomin đã th ực hi ện một s ố đề tài nh ư: Đánh giá ph ươ ng án th ử nghi ệm công ngh ệ thi công trên n ền cát và sét m ỏ qu ặng s ắt Th ạch Khê; công ngh ệ KNM; công ngh ệ khai thác,v.v Tuy nhiên, các công trình trên đều ch ưa đề cập đầ y đủ đế n điều ki ện khai thác c ủa các m ỏ khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy có điều ki ện địa ch ất và ĐCTV ph ức t ạp. Đối v ới khai thác than và Apatit m ột s ố tác gi ả đã nghiên c ứu v ề công ngh ệ khai thác ch ọn l ọc s ử d ụng MXTLGN. Tuy nhiên, điều ki ện khai thác c ủa khoáng sàng Apatit Lào Cai và các m ỏ than l ộ thiên n ước ta không ph ức t ạp. Các v ỉa than th ường phân b ố ch ỉnh hợp v ới nhau, khai thác than không ph ải KNM, đá k ẹp xúc tr ực ti ếp. Đối v ới công tác đào sâu đáy m ỏ PGS.TS H ồ S ĩ Giao đã có m ột s ố công trình nghiên c ứu v ề công ngh ệ khai thác v ới đáy m ỏ 2 c ấp áp dụng cho các m ỏ than l ộ thiên. Tuy nhiên, khi v ận d ụng cho các m ỏ qu ặng s ắt c ần có nh ững điều ch ỉnh, hoàn thi ện ho ặc b ổ sung m ột s ố nội dung cho phù h ợp. Đối v ới ĐBTB xúc b ốc–vận t ải các công trình nghiên c ứu từ tr ước đến nay đều theo trình t ự: L ựa ch ọn máy xúc tr ước, sau đó l ựa ch ọn ô tô theo dung tích gàu xúc và cung độ vận t ải. 1.6. M ột s ố nét v ề công ngh ệ khai thác qu ặng s ắt trên th ế gi ới Trên th ế gi ới các m ỏ qu ặng s ắt có s ản l ượng l ớn đều sử d ụng ĐBTB có công su ất l ớn, áp d ụng ph ươ ng pháp n ổ mìn vi sai điện, phi điện nhi ều hàng. Các nhà khoa h ọc thu ộc Liên Xô (c ũ) đã có m ột
7. 5 số công trình nghiên c ứu v ề khai thác m ỏ qu ặng s ắt. ĐBTB sử d ụng ch ủ y ếu máy khoan xoay c ầu, máy xúc ЭКГ , các thi ết b ị này không phù h ợp v ới các m ỏ qu ặng s ắt có điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp ở VN. 1.7. K ết lu ận Theo điều ki ện t ự nhiên và ĐCTV các m ỏ được phân thành 3 nhóm: Đơ n gi ản, ph ức t ạp và r ất ph ức t ạp. Hi ện nay, t ại nhi ều m ỏ các thông s ố HTKT không đả m b ảo đúng theo thi ết k ế, công ngh ệ và ĐBTB khai thác ch ưa phù h ợp v ới điều ki ện t ự nhiên và quy mô s ản xu ất c ủa các m ỏ. Đến nay, đã có m ột s ố công trình ở trong n ước và ngoài n ước nghiên c ứu v ề công ngh ệ khai thác qu ặng s ắt, tuy nhiên các công trình đều chưa đề c ập đầ y đủ và ch ưa chú tr ọng đế n điều ki ện t ự nhiên, địa ch ất và ĐCTV ph ức t ạp c ủa các m ỏ. Để đáp ứng nhu c ầu phát tri ển c ủa toàn ngành trong giai đoạn s ắp t ới, đòi h ỏi ph ải nghiên c ứu các gi ải pháp k ỹ thu ật công ngh ệ h ợp lý. Ch ươ ng 2: Nghiên c ứu công ngh ệ khai thác có ti ềm n ăng áp dụng cho các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên ở Vi ệt Nam 2.1. Khái quát v ấn đề Điều ki ện t ự nhiên c ủa các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên VN đa s ố thu ộc lo ại ph ức t ạp, tr ữ l ượng nh ỏ. T ừ đó nh ững yêu c ầu c ơ b ản đặ t ra v ới công ngh ệ khai thác và ĐBTB s ử d ụng cho các m ỏ là: 1. Công ngh ệ khai thác ph ải linh ho ạt, có kh ả n ăng ứng phó k ịp th ời v ới nh ững bi ến độ ng c ủa th ời ti ết khí h ậu, t ận thu được nhi ều nh ất tài nguyên trong lòng đất, ít gây ô nhi ễm môi tr ường; 2. Thi ết b ị s ử d ụng ph ải thích nghi với đị a hình mi ền núi, c ơ động, công su ất nh ỏ v ừa ph ải, phù h ợp v ới tu ổi th ọ m ỏ, có kh ả n ăng khai thác ch ọn l ọc, ho ạt độ ng được trong không gian ch ật h ẹp. 2.2. Công ngh ệ khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy 1. Công ngh ệ khai thác đáy m ỏ 2 c ấp: - Yêu c ầu cần thi ết, chi ều dài toàn b ộ đáy m ỏ ph ải đủ để b ố trí 2 lần hào d ốc t ừ t ầng trên xu ống t ầng d ưới cho đế n độ sâu cu ối. - Chi ều dài đáy th ấp c ủa m ỏ xác đị nh: λ  T +(1−λ).t  L = . L −h.()ctg α +ctg γ − d m .L , m (2.9) 1 + λ  t đ λ K  1  .tc  - Chi ều dài đáy cao c ủa m ỏ xác đị nh: = − + α + γ L2 Lt L[ 1 ctg(h ctg đ )] , m (2.10) Trong đó: h- chi ều cao t ầng, m; α, γđ- góc nghiêng s ườn t ầng và
8. 6 đầu b ờ m ỏ, độ; L t- chi ều dài c ủa tuy ến phân chia 2 c ấp đáy m ỏ, m; λ- hệ s ố phân mùa; t c- th ời gian đào m ột khu v ực hào chu ẩn b ị, n ăm; LK- chi ều dài bloc máy xúc, m. 2. Đào sâu đáy m ỏ và khai thác qu ặng b ằng MXTLGN Khi s ử d ụng MXTLGN để đào sâu đáy m ỏ có th ể ti ến hành đồng th ời nhi ều g ươ ng chu ẩn b ị trên toàn b ộ chi ều sâu c ủa hào, có th ể đào hào d ốc độ c l ập v ới đào hào chu ẩn b ị; công tác chu ẩn b ị t ầng m ới và khai thác qu ặng ở đáy m ỏ theo phân t ầng, bóc đấ t đá trên toàn t ầng. 2.3. Công ngh ệ khai thác v ới góc nghiêng b ờ công tác l ớn - Khi s ử d ụng các thi ết b ị công su ất nh ỏ và b ố trí ho ạt độ ng trên tất c ả các t ầng, góc nghiêng b ờ công tác nh ỏ và được xác đị nh: (n −1)B ϕ = arcctg [ t min + ctg α] , độ (2.24) thn Trong đó: n t- s ố t ầng của m ỏ theo thi ết k ế, B min - chi ều r ộng m ặt tầng công tác t ối thi ểu, m. - Khi s ử d ụng thi ết b ị công su ất l ớn là ti ền đề để t ăng góc nghiêng bờ công tác. Khi đó s ẽ cho phép điều hòa ch ế độ công tác m ỏ, tăng hi ệu qu ả kinh t ế của doanh nghi ệp. 2.4. Công ngh ệ khai thác ch ọn l ọc các m ỏ qu ặng s ắt Sử d ụng MXTL khai thác ch ọn l ọc đối v ới các mỏ qu ặng s ắt có cấu t ạo địa ch ất và ĐCTV ph ức t ạp, quy mô tr ữ l ượng nh ỏ nh ư n ước ta là hoàn toàn phù h ợp. Các m ỏ có điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp, MXTLGN s ử d ụng g ươ ng xúc phía dưới m ức máy đứ ng s ẽ gi ảm kh ối l ượng đào hào chu ẩn b ị và các thi ết b ị không b ị ảnh h ưởng b ởi đáy m ỏ l ầy l ội. 2.5. Phân tích ti ềm n ăng s ử d ụng các thi ết b ị cho các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên VN - Khâu chu ẩn b ị đấ t đá: Khâu này có thể dùng ph ươ ng pháp c ơ gi ới; n ăng l ượng ch ất n ổ; thu ỷ l ực, v.v trong đó, công ngh ệ KNM vẫn là ph ươ ng pháp được s ử d ụng ph ổ bi ến, đặ c bi ệt là ở VN. - Khâu xúc b ốc: Thi ết b ị xúc b ốc g ồm: Lo ại có c ơ c ấu công tác ho ạt độ ng liên t ục và không liên t ục. Theo đặc điểm công ngh ệ: Máy xúc tay gàu kéo cáp; MXTL; máy xúc gàu treo; máy chất t ải; máy ủi. - Khâu v ận t ải: Thi ết b ị bao g ồm ô tô, đường s ắt, b ăng t ải, tr ục tải, vận t ải liên h ợp. 2.6. K ết lu ận: Công ngh ệ khai thác v ới đáy m ỏ 2 c ấp được ứng dụng có hi ệu qu ả trên các m ỏ than l ộ thiên vùng Qu ảng Ninh. Trong
9. 7 nh ững n ăm qua các m ỏ than l ộ thiên VN áp d ụng và hoàn thi ện d ần công ngh ệ khai thác v ới góc nghiêng b ờ công tác l ớn, công ngh ệ khai thác ch ọn l ọc. Tuy nhiên, để áp d ụng được cho các m ỏ qu ặng s ắt có điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp c ủa n ước ta, c ần có nh ững điều ch ỉnh, hoàn thi ện m ột s ố v ấn đề trong các gi ải pháp k ỹ thu ật công ngh ệ cho phù h ợp v ới điều ki ện c ủa các mỏ. Ch ươ ng 3: Nghiên c ứu các gi ải pháp công ngh ệ khai thác phù h ợp nh ằm nâng cao hi ệu qu ả ho ạt độ ng cho các m ỏ qu ặng sắt l ộ thiên trong điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp Vi ệt Nam 3.1. Nghiên c ứu hoàn thi ện công tác đào sâu cho các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy 1- Các y ếu t ố ảnh h ưởng đế n c ường độ khai thác m ỏ gồm 2 nhóm : Nhóm 1 các y ếu có ảnh h ưởng l ớn g ồm: Chi ều cao t ầng (h), chi ều dài bl ốc máy xúc (L K), n ăng su ất máy xúc tham gia chu ẩn b ị tầng m ới (Q x); Nhóm 2 các y ếu t ố có ảnh h ưởng ít g ồm: Chi ều r ộng mặt t ầng công tác (B min ), góc d ốc thân qu ặng ( γ). 2- Để t ăng t ốc độ đào sâu đáy m ỏ, t ốc độ đào hào chu ẩn b ị, và t ốc độ d ịch chuy ển d ọc c ủa tuy ến công tác: C ần gi ảm chi ều cao t ầng, gi ảm chi ều dài bloc máy xúc và gi ảm chi ều r ộng m ặt t ầng công tác. 3.2. Nghiên c ứu hoàn thi ện công ngh ệ khai thác v ới góc nghiêng b ờ công tác l ớn cho các mỏ qu ặng s ắt l ộ thiên VN 3.2.1. Ý ngh ĩa c ủa vi ệc nâng cao góc nghiêng b ờ công tác: Tăng góc nghiêng b ờ công tác, cho phép t ăng hi ệu qu ả kinh t ế c ủa doanh nghi ệp. V ới các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên có điều ki ện đị a ch ất ph ức t ạp, khi xác định góc nghiêng b ờ công tác ngoài y ếu t ố công ngh ệ, còn ph ải xét đế n kh ả n ăng thay đổ i các y ếu t ố đị a k ỹ thu ật c ủa các m ỏ. 3.2.2. Các y ếu t ố công ngh ệ ảnh h ưởng t ới góc nghiêng b ờ công tác và kh ả n ăng nâng cao góc nghiêng b ờ công tác khi khai thác các m ỏ qu ặng s ắt d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy, bao g ồm: 1- Khi gi ảm chi ều r ộng m ặt t ầng công tác, ho ặc t ăng chi ều cao t ầng, sẽ cho phép t ăng góc nghiêng b ờ công tác. 2- Ph ươ ng pháp khai thác ảnh h ưởng r ất l ớn đế n góc nghiêng b ờ công tác: - Khi s ử d ụng các thi ết b ị có công su ất nh ỏ x ảy ra 3 tr ường h ợp: + Khi t ất c ả các t ầng trên b ờ công tác đề u là t ầng công tác và s ử dụng d ải kh ấu thông t ầng, góc nghiêng b ờ công tác là nh ỏ nh ất; + Khi s ử d ụng d ải kh ấu c ụt, góc nghiêng b ờ công tác được nâng lên đáng k ể;
10. 8 + Khi b ờ công tác hình thành các nhóm t ầng, trên các nhóm t ầng kh ấu đuổi ho ạt độ ng song song, góc nghiêng b ờ công tác s ẽ l ớn h ơn so v ới hai tr ường h ợp trên. - Khi s ử d ụng thi ết b ị có công su ất l ớn x ảy ra 2 tr ường h ợp: + N ếu s ố máy xúc ít h ơn ho ặc b ằng s ố t ầng trong nhóm (N x ≤ m), sử d ụng ph ương pháp kh ấu đuổi gi ữa các t ầng trên b ờ công tác v ới lu ồng xúc c ụt, góc nghiêng b ờ công tác s ẽ l ớn nh ất được xác định: (n − 2)B + B' + hn .ctg α ϕ = t vt min t C 4 arcctg , độ (3.15) t hn Trong đó: B vt - chi ều r ộng đường v ận t ải, m. + N ếu s ố máy xúc l ớn h ơn s ố t ầng trong nhóm (N x > m), các nhóm t ầng trên b ờ m ỏ kh ấu đuổi, ho ạt độ ng song song, góc nghiêng bờ công tác tr ường h ợp này nh ỏ h ơn so v ới bi ểu th ức (3.15). - Lựa ch ọn góc nghiêng b ờ công tác h ợp lý khi chi ều cao b ờ m ỏ lớn: Khi m ỏ khai thác t ới độ sâu (H), góc nghiêng b ờ công tác φ0 (hình 3.12). Khi m ỏ khai thác thêm độ sâu ( ∆H) và b ổ sung các thông tin v ề địa ch ất và ĐCTV, góc nghiêng b ờ công tác xác đị nh là φt. Khi góc 1 nghiêng b ờ công tác là φt , t ươ ng ứng v ới kh ả n ăng để b ờ m ỏ không xảy ra tr ượt l ở là β1. Khi đó độ tin c ậy c ủa giá tr ị thu được t ừ kh ả năng bán qu ặng được xác đị nh: = β P Pq .Gq . 1 , đồng (3.17) Trong đó: P q- kh ối l ượng qu ặng khai thác được, t ấn; G q- giá bán qu ặng, đồ ng/t ấn. BC L,10 6 đồng 900 H 800 R ϕ0 A E 2 H ϕ ϕ1 t 700 ∆ t n D 1,1 1,2 1,3 Hình 3.12: S ơ đồ xác đị nh t ối ưu Hình 3.14: Đồ th ị s ự ph ụ thu ộc hoá góc nghiêng b ờ công tác gi ữa l ợi nhu ận L và h ệ s ố d ự tr ữ độ ổn đị nh n 2 2 1 Khi góc nghiêng b ờ công tác là φt (φt β1. Khi đó có th ể xác
11. 9 * định góc nghiêng b ờ công tác φt để đạ t được l ợi nhu ận l ớn nh ất là: = β − [( − ) + β + ] → L Pq.Gq. VT V0 .Cđ Pq.Cq. Cp max, (3.18) Trong đó: L- hi ệu qu ả kinh t ế đạ t được khi khai thác P q t ấn qu ặng, đồng; V T, V 0– kh ối l ượng đấ t đá bóc t ươ ng ứng v ới góc nghiêng b ờ 2 1 3 3 3 công tác φt và φt , m ; C đ- chi phí bóc 1m đất đá, đồ ng/m ; C q- chi phí khai thác 1 t ấn qu ặng, đồ ng/t ấn; C p- chi phí ph ụ tr ợ, đồ ng/t ấn. Mối quan h ệ gi ữa l ợi nhu ận (L) và h ệ s ố d ự tr ữ ổn đị nh (n) theo hàm ph ụ thu ộc L = f(n) (hình 3.14), t ừ đó xác đị nh được l ợi nhu ận * lớn nh ất (L max ) t ươ ng ứng v ới góc nghiêng b ờ công tác φt và giá tr ị tin c ậy β. Góc nghiêng b ờ công tác ph ải th ỏa mãn điều ki ện: ϕ ≤ ϕ * ≤ γ Ci t kt , (3.22) * Giá tr ị t ối ưu: φCi = φt ( φCi - xác định theo điều ki ện công ngh ệ). 3.3. Nghiên c ứu khai thác v ới đáy m ỏ hai c ấp đố i v ới các m ỏ có điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp 3.3.1. Áp d ụng công ngh ệ khai thác đáy m ỏ hai c ấp đố i v ới các mỏ có chi ều dài đường ph ươ ng l ớn Các m ỏ có chi ều dài theo đường ph ươ ng l ớn và ĐCTV ph ức t ạp, cần ph ải áp d ụng công ngh ệ khai thác v ới đáy m ỏ 2 c ấp. Đối v ới m ỏ Th ạch Khê th ời gian chu ẩn b ị tầng mới c ủa đáy th ấp ngoài các công vi ệc: Đào hào d ốc, đào hào chu ẩn b ị, m ở r ộng t ầng , còn ph ải th ực hi ện nạo vét bùn , nên chi ều dài đáy th ấp được xác đị nh: λ − Qx 12( td ) = n , m (3.24) L1   h   ()ϕ + γ  b +  + ()+ α h. ctg ctg . h bC .ctgh    Kb   Trong đó: t d- th ời gian đào hào d ốc, tháng; Vb- kh ối l ượng bùn đất 3 trôi xu ống đáy m ỏ, m ; h b- chi ều dày l ớp bùn ở đáy m ỏ, m; K b- h ệ s ố gi ảm n ăng su ất c ủa máy xúc khi xúc bùn l ẫn n ước, Kb = 0,45÷0,6; b c - chi ều r ộng đáy hào chu ẩn b ị, m. 3.3.2. L ựa ch ọn công ngh ệ phân khu v ực khai thác theo mùa: Các mỏ có thi ết b ị khai thác h ạn ch ế và yêu c ầu s ản l ượng không cao, có th ể áp d ụng ph ươ ng pháp khai thác phân khu v ực theo mùa. Ưu điểm c ủa ph ươ ng pháp này: Đảm b ảo sự ổn đị nh s ản xu ất gi ữa các mùa trong n ăm; t ốc độ xu ống sâu ở tr ường h ợp này l ớn h ơn so với chu ẩn b ị trên toàn b ộ chi ều dài đáy m ỏ; cho phép điều hòa ch ất lượng qu ặng khai thác gi ữa 2 khu v ực.
12. 10 3.4. Nghiên c ứu xây d ựng các s ơ đồ công ngh ệ khai thác ch ọn lọc đố i v ới các v ỉa qu ặng (g ốc) có c ấu trúc đị a ch ất ph ức t ạp 3.4.1. C ơ s ở xác đị nh t ổn th ất và làm nghèo qu ặng: Tổn th ất và làm nghèo ph ụ thu ộc vào ph ươ ng pháp khai thác ở vùng ti ếp xúc gi ữa đấ t đá và qu ặng, các thông s ố HTKT, th ế n ằm và cấu t ạo c ủa thân qu ặng, các thông s ố làm vi ệc c ủa máy xúc, v.v 3.4.2. Các nguyên nhân gây lên t ổn th ất và làm nghèo qu ặng trong quá trình khai thác l ộ thiên, bao g ồm: Do công tác th ăm dò; do công ngh ệ khai thác; do quá trình s ản xu ất; do công tác thi ết k ế. Tuy nhiên, lu ận án ch ỉ nghiên c ứu bi ện pháp KNM và xúc b ốc ch ọn l ọc đố i v ới các m ỏ khai thác qu ặng g ốc. 3.4.3. Các y ếu t ố c ơ b ản ảnh h ưởng t ới t ổn th ất và làm nghèo khi khai thác m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên, bao g ồm: Tính ch ất c ơ lý c ủa đấ t đá và qu ặng, sản tr ạng thân qu ặng, v ị trí mở v ỉa và h ướng phát tri ển công trình m ỏ, dung tích gàu xúc, chi ều cao t ầng qu ặng. 3.4.4. Công ngh ệ KNM khai thác chọn l ọc qu ặng s ắt g ốc Có th ể áp d ụng m ột s ố ph ươ ng pháp n ổ mìn sau: Nổ tách các l ớp qu ặng và đá phân b ố trên cùng khu v ực t ầng; nổ gi ữ nguyên ranh gi ới t ự nhiên c ủa thân qu ặng; nổ theo phân t ầng; n ổ phân đoạn c ột thu ốc trong l ỗ khoan; n ổ tách theo d ải c ụt; lựa ch ọn và s ử d ụng s ơ đồ kh ởi n ổ h ợp lý. 3.4.5. Xác định chi ều cao xúc ch ọn l ọc c ủa MXTL: -Tr ường h ợp MXTLGN Mn đứng trên vách thân qu ặng, xúc v ới g ươ ng dưới m ức máy đứ ng, ch ất tải vào ô tô đứng cùng mức (hình 3.23). Chi ều Hình 3.23: S ơ đồ xác đị nh m ối quan h ệ cao xúc ch ọn l ọc: gi ữa các thông s ố làm vi ệc c ủa = γ hC1 X 1 sin. , m (3.36) MXTLGN v ới góc c ắm thân qu ặng và chi ều cao xúc ch ọn l ọc khi đứ ng bên vách xúc phía d ưới - Tr ường h ợp MXTLGN đứ ng trên vách thân qu ặng xúc v ới gươ ng trên m ức máy đứ ng, ch ất t ải vào ô tô đứng cùng m ức (hình 3.24). Chi ều cao xúc ch ọn l ọc: = γ hC2 X 2 sin. , m (3.38)
13. 11 Hình 3.24: S ơ đồ xác đị nh Mn mối quan h ệ gi ữa các ρ thông s ố làm vi ệc c ủa MXTL v ới góc c ắm thân δ h1 qu ặng và chi ều cao xúc γ β ch ọn l ọc khi xúc g ươ ng Rxmin Rxmax® phía trên Rxmax - Tr ường h ợp MXTLGN đứng trên nóc t ầng qu ặng β xúc v ới g ươ ng d ưới m ức 1 máy đứng, xúc t ừ vách sang tr ụ (hình 3.25). Chi ều γ Rxmax® cao xúc ch ọn l ọc: Rxmax = γ hC3 X 3 sin. , m (3.40) Hình 3.25: Sơ đồ xác định m ối quan hệ gi ữa các thông s ố c ủa MXTLGN với góc c ắm thân qu ặng và chi ều cao xúc ch ọn l ọc khi máy xúc đứng trên nóc t ầng qu ặng xúc g ươ ng phía d ưới Trong đó: X 1, X 2, X 3- ph ần chuy ển độ ng th ẳng c ủa gàu xúc v ới thân qu ặng. MXTLGN có th ể đứ ng ở m ức trung gian xúc c ả trên và d ưới m ức máy đứng. Để xác đị nh h C1 , h C2 , h C3 luận án đã xây d ựng ph ền m ềm Ch ươ ng trình tính chi ều sâu (cao) xúc ch ọn l ọc b ằng MXTLGN. 3.4.6. C ơ s ở xác đị nh t ổn th ất và làm nghèo qu ặng vùng ti ếp xúc gi ữa đấ t đá và qu ặng khi khai thác: Khi s ử d ụng MXTL khai thác qu ặng th ường x ảy ra tr ường h ợp: Tổn th ất ở vách v ỉa qu ặng và tr ụ l ớp đá k ẹp c ần xúc riêng, làm nghèo ở vách l ớp đá k ẹp và tr ụ v ỉa qu ặng. 3.4.7. Nghiên c ứu l ựa ch ọn s ơ đồ khai thác ch ọn l ọc h ợp lý đố i với các m ỏ qu ặng s ắt có c ấu trúc đị a ch ất ph ức t ạp: 3.4.7.1. Khai thác b ằng MXTLGN đố i v ới các thân qu ặng d ốc nghiêng và d ốc đứ ng 1. Tr ường h ợp m ỏ có m ột thân qu ặng a. Khi thân qu ặng có vách và tr ụ ch ỉnh h ợp v ới nhau * Khi điều ki ện ĐCTV c ủa m ỏ ph ức t ạp, đáy m ỏ luôn l ầy l ội: MXTLGN xúc g ươ ng phía dưới và ch ất t ải vào ôtô đứng cùng m ức (hình 3.29a). Các thông s ố c ơ b ản: Chi ều cao phân t ầng h ptt = h ptd ;
14. 12 chiều r ộng đáy hào chu ẩn b ị: b’ ≥ 2m; - Đối v ới các thân qu ặng d ốc đứ ng ph ải bóc c ả b ờ tr ụ, chi ều r ộng mặt t ầng bên tr ụ v ỉa (b 1) ph ải tho ả mãn điều ki ện: ≥ + + + b1 5,0 d Rq k Z , m (3.43) Trong đó: R q- bán kính quay c ủa thân máy xúc, m; k- kho ảng h ở cần thi ết gi ữa đuôi máy xúc và s ườn t ầng, k = 0,4 ÷0,6 m. A - A A - A +10 +0 +0 +0 +0 Mn h M h -10 -10 n 3 h -10 -10 2 1 pttr h 3 2 1 h α h Hình 3.29: pttr -20 6γ 5 4 α ptd -20 αγ 5 4 α h h b1 b' -20 6 ptd -20 b b1 b b' Sơ đồ công -10 -10 -15 -10 -10 ngh ệ s ử d ụng -15 MXTLGN bóc đất đá và +0 A M¸y xóc khai thác ¤ t« TLGN ¤ t« A M¸y xóc -15 qu ặng có TLGN -15 A A -10 -20 +0 -20 vách và tr ụ -10 -20 vỉa qu ặng -10 +10 ch ỉnh h ợp a- Khi m ỏ có ĐCTV b- Khi đáy m ỏ thoát ph ức t ạp, đáy m ỏ l ầy l ội nước t ốt - Khi không ph ải bóc b ờ tr ụ, để máy xúc và ô tô cùng ho ạt độ ng trên nóc t ầng qu ặng thì chi ều r ộng n ằm ngang c ủa thân qu ặng (M n) ≥ + + + để ô tô quay đả o chi ều: M n Rv 5,0 L0 Z1 Z 2 , m (3.44) Trong đó: R v, L 0- bán kính vòng nh ỏ nh ất và chi ều dài c ủa ôtô, m; Z1, Z 2- kho ảng cách an toàn t ừ mép và chân t ầng đế n đường ô tô, m. * Khi đáy m ỏ được thoát n ước t ốt: MXTLGN đứng trên nóc t ầng qu ặng xúc phía d ưới và ch ất t ải lên ôtô đứng ở m ức d ưới (hình 3.29b), chi ều r ộng đáy hào b C > 20 m. * Tr ường h ợp m ỏ có điều ki ện ĐCTV đơn gi ản, đáy m ỏ thoát nước t ốt: MXTLGN đứng ở m ức trung gian xúc theo g ươ ng h ỗn h ợp ở trên (h t ≥ 5 m) và ở d ưới (h d ≤ 5m), ch ất t ải lên ô tô ở d ưới đáy m ỏ. b. Khi các thân qu ặng có vách và tr ụ b ất ch ỉnh h ợp * Tr ường h ợp thân qu ặng có chi ều dày t ăng d ần theo chi ều sâu (hình 3.31a). Tùy theo điều ki ện ĐCTV c ủa m ỏ có th ể áp d ụng s ơ đồ MXTLGN ch ất t ải lên ô tô đứng cùng m ức ho ặc d ưới m ức máy đứng. Để máy xúc công tác v ới g ươ ng đá và qu ặng riêng, chi ều dày nằm ngang thân qu ặng ph ải th ỏa mãn điều ki ện: ≥ + + + M n 5,0 d Rq Z'1 Z'2 , m (3.46)
15. 13 Trong đó: Z’ 1 và Z’ 2- kho ảng cách an toàn t ừ 2 mép t ầng đế n đường di chuy ển máy xúc. * Tr ường h ợp m ỏ có m ột thân qu ặng và chi ều dày gi ảm d ần theo chi ều sâu (hình 3.31.b): Trình t ự khai thác qu ặng tr ước, bóc đấ t đá hai bên thân qu ặng sau. Ph ải đả m b ảo giá tr ị chi ều r ộng c ủa b 1 = b 2. A - A +10 A - A +10 +0 +0 +0 +0 h M b1 Mn b2 b n h -10 -10 1 b2 2 3 1 h -10 -10 pt h 3 1 2 α 5 γ 6γ α h h -20 pt -20 46 5 Hình 3.31: b b'b' -20 -20 -15 Sơ đồ công -10 ngh ệ khai -10 thác thân -15 -15 -15 -20 -10 A +0 qu ặng khi +0 A -10 -20 -10 chi ều dày -20 A A thay đổi -10 -20 theo chi ều sâu a, Thân qu ặng có b- Thân qu ặng có chi ều dày t ăng d ần chi ều dày gi ảm d ần 2. Tr ường h ợp m ỏ có các thân qu ặng phân b ố g ần nhau ho ặc thân qu ặng có c ấu t ạo đị a ch ất ph ức t ạp: a. Khi các thân qu ặng có th ế n ằm ch ỉnh h ợp (hình 3.32): Tùy theo điều ki ện ĐCTV, áp d ụng s ơ đồ MXTLGN ch ất t ải lên ô tô cùng m ức ho ặc ô tô đứ ng d ưới. A - A +10 A - A +10 +0 +0 M +0 +0 Mn1 Mn2 n3 Mn4 h b1 b2 Mn2 n3 MM n4 h -10 -10 b1 Mn1 b2 9 8 7 6 5 4 3 2 1 h Hình 3.32: S ơ -10 V4V3V2V1 -10 V1 V2 V3 V4 pt h 18 17 1516 1314 12 1011 h 9 8 7 56 4 3 2 1 hpt -20 pt -20 h b' 18 16 14 12 10 h -20 17 15 13 11 pt -20 đồ công ngh ệ b b' -10 khai thác thân -10 -10 qu ặng c ấu t ạo -15 -10 -15 -10 +0 ph ức t ạp (ho ặc -15 A +0 -15 A -20 chùm thân M¸y xóc TLGN ¤ t« M¸y xóc ¤ t« qu ặng phân b ố TLGN -20 A -10 gần nhau) có A +0 hướng c ắm -10 ch ỉnh h ợp b ằng MXTLGN a, Khi m ỏ có ĐCTV b, Khi đáy m ỏ thoát ph ức t ạp, đáy m ỏ l ầy l ội nước t ốt b. Khi các thân qu ặng có th ế n ằm b ất ch ỉnh h ợp (hình 3.33): Tùy theo s ự phân b ố c ủa các thân qu ặng g ần nhau s ẽ l ựa ch ọn trình t ự bóc đất đá và khai thác qu ặng phù h ợp v ới s ự phân b ố c ủa chúng.
16. 14 3.4.7.2. Khi s ử d ụng MXTLGN k ết h ợp v ới MXTLGT để đào hào chu ẩn b ị và khai thác qu ặng : Tr ường h ợp có m ột thân qu ặng hay chùm thân qu ặng phân b ố g ần nhau, áp d ụng các s ơ đồ công ngh ệ t ươ ng t ự nh ư s ử d ụng MXTLGN. Tr ường h ợp đáy m ỏ thoát n ước t ốt có th ể đưa MXTLGT xu ống khai thác qu ặng ở phân t ầng d ưới. A - A +10 A - A +10 +0 +0 +0 +0 Mn4 Mn1 Mn2 Mn3 Mn4 h Mn1 Mn2 Mn3 h b1 b2 b1 b2 -10 -10 -10 -10 7 4 9 6 5 7 4 hpt Hình 3.33: S ơ 9 6 5 hpt h h γ hpt -20 γ hpt -20 -20 -20 đồ công ngh ệ b b +10 -10 +0 -10 -10 khai thác các -10 -15 thân qu ặng -15 -15 phân b ố g ần -15 nhau có th ế A A -15 nằm b ất ch ỉnh -15 -20 -20 A hợp b ằng A +10 +0 +10 +0 -10 -20 -20 MXTLGN -10 -10 -10 a, Khi m ỏ có ĐCTV b, Khi đáy m ỏ thoát ph ức t ạp, đáy m ỏ l ầy l ội nước t ốt 3.5. Nghiên cứu l ựa ch ọn ĐBTB xúc b ốc–vận t ải h ợp lý cho các mỏ qu ặng s ắt l ộ thiên có điều ki ện t ự nhiên và ĐCTV ph ức t ạp 3.5.1. Các y ếu t ố t ự nhiên ảnh h ưởng đế n l ựa ch ọn ĐBTB : Tính ch ất c ơ lý c ủa đấ t đá, qu ặng; điều ki ện ĐCTV; cung độ v ận tải,v.v luận án ch ỉ nghiên c ứu l ựa ch ọn ĐBTB xúc b ốc–vận t ải phù hợp v ới các m ỏ qu ặng s ắt có điều ki ện tự nhiên và ĐCTV ph ức t ạp. 3.5.2. Nghiên c ứu l ựa ch ọn máy xúc – ô tô v ận t ải h ợp lý đố i v ới các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên có điều ki ện tự nhiên và ĐCTV ph ức t ạp - Với các m ỏ có n ền đất y ếu và ĐCTV ph ức t ạp, l ựa ch ọn ĐBTB theo trình t ự sau: L ựa ch ọn lo ại ô tô và t ải tr ọng tr ước, sau đó s ẽ l ựa ch ọn lo ại máy xúc có dung tích gàu phù h ợp v ới t ải tr ọng ô tô, s ản lượng và cung độ v ận t ải. - Đối v ới các m ỏ l ộ thiên có t ầng đấ t y ếu, khả n ăng ch ịu t ải c ủa đất đá trong di ện tích làm vi ệc c ủa thi ết b ị m ỏ được xác đị nh: ≤ Pđ 2 Pa , kG/cm (3.47) Kdt 2 Trong đó: P a- áp l ực c ủa thi ết b ị lên n ền, kG/cm ; P đ- kh ả n ăng
17. 15 2 ch ịu t ải c ủa n ền, kG/cm ; Kdt - h ệ s ố d ự tr ữ, K dt = 1,2. 3.5.2.1. L ựa ch ọn ô tô phù h ợp v ới m ỏ có điều ki ện địa ch ất và ĐCTV ph ức t ạp 1. Kh ả n ăng ch ịu t ải c ủa n ền đấ t y ếu d ưới tác độ ng t ải tr ọng ô tô Khi t ải tr ọng ô tô v ượt quá kh ả n ăng ch ịu t ải c ủa n ền đấ t, s ẽ x ảy ra hi ện t ượng lún và bi ến d ạng. 2. Xác định áp l ực c ủa ô tô lên đường v ận tải Áp l ực c ủa bánh xe ô tô tác độ ng lên n ền đường được xác đị nh: q P = bx , kg/cm 2 (3.49) aô b.l Trong đó: q bx - t ải tr ọng c ủa ô tô tác d ụng lên bánh sau, kg; b- chi ều r ộng bánh ô tô, cm; l- chi ều dài ti ếp xúc gi ữa bánh ô tô và m ặt đất, cm. Kh ả n ăng ch ịu t ải c ủa n ền đấ t y ếu đố i v ới các lo ại ô tô: - Khi P gh < P aô thì n ền đường b ị bi ến d ạng ho ặc phá h ủy; - Khi P gh ≥ P aô thì n ền đường ổn đị nh không b ị bi ến d ạng. Trong đó: P gh - t ải tr ọng gi ới h ạn b ắt đầ u phá ho ại n ền đấ t. Vì v ậy, với các m ỏ có t ầng đấ t y ếu và ĐCTV ph ức t ạp c ần ưu tiên lo ại ô tô có P aô ≤ P gh , nh ằm hạn ch ế ảnh h ưởng đế n đường v ận t ải. 3- Ứng su ất t ới h ạn trong n ền đấ t y ếu Với các l ớp đấ t y ếu nh ư cát, sét, sét pha, v.v khi bão hòa n ước tạo nên hi ện t ượng thu ỷ l ực. Khi đó giá tr ị ứng su ất t ự nhiên s ẽ là: σ = γ 'Z '. Z (3.58) (γ −γ ). g γ '= đ n , t ấn/m 3 (3.59) 1− ε Trong đó: γ ' - tr ọng l ượng riêng c ủa đấ t có xét đế n tác độ ng c ủa 3 lực đẩ y n ổi c ủa n ước ng ầm, t ấn/m ; γđ, γn- tr ọng l ượng riêng c ủa đấ t và nước, t ấn/m 3; ε - là h ệ s ố r ỗng; g- gia t ốc tr ọng tr ường; Z- chi ều sâu lớp đấ t, m. Mỏ Th ạch Khê có ứng su ất t ự nhiên c ủa các l ớp đấ t y ếu khi bão hòa n ước gi ảm nhanh so v ới khi không có n ước ng ầm (hình 3.41). Do v ậy, c ần ph ải áp d ụng các gi ải pháp tháo khô để gi ảm thi ểu tác động c ủa ô tô lên n ền đường. 4. L ựa ch ọn t ải tr ọng ô tô h ợp lý khi làm vi ệc ở t ầng đấ t y ếu có ĐCCT và ĐCTV ph ức t ạp Đối v ới các m ỏ có t ầng đất y ếu và ĐCTV ph ức t ạp, c ần l ựa ch ọn
18. 16 ô tô có t ải tr ọng ít gây bi ến d ạng đường v ận t ải. M ỏ Th ạch Khê công su ất 10 tri ệu t ấn/n ăm và đất bóc t ừ 15÷19,5 tri ệu m 3/n ăm, n ếu ch ọn lo ại ô tô có t ải tr ọng nh ỏ s ẽ không đả m b ảo s ản l ượng, n ếu ch ọn ô tô có t ải tr ọng l ớn s ẽ phá h ủy đường v ận t ải và m ặt t ầng. ) 10 2 Hình 3.41: Bi ểu đồ ứng 8 su ất t ự nhiên c ủa m ột 3 6 2 1 số t ầng đấ t y ếu m ỏ 4 3' Th ạch Khê 2 2' ng suÊt tù nhiªn (kg/cm nhiªn tù suÊt ng 1' Z, m ø 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 1, 1’; 2, 2’; 3, 3’- t ươ ng ứng là ứng su ất c ủa l ớp 1(cát h ạt nh ỏ), l ớp 2 (sét pha, cát pha), l ớp 6 (sét, sét pha) ở tr ạng thái t ự nhiên và khi bão hòa n ước ng ầm Kết qu ả tính toán các lo ại ô tô c ủa hãng CAT và Komatsu đều có áp l ực l ớn h ơn ứng su ất t ự nhiên c ủa các l ớp đấ t y ếu: - Các l ớp đấ t y ếu c ủa m ỏ ở tr ạng thái tháo khô t ốt và khi bão hòa nước ng ầm, v ới các lo ại ô tô có q0 = 23÷60 t ấn thì các l ớp đấ t y ếu đều b ị bi ến d ạng đế n chi ều sâu kho ảng 5 m; - Khi các t ầng đấ t y ếu bão hòa n ước ng ầm đề u b ị bi ến d ạng đế n chi ều sâu 4÷5 m, bi ến d ạng m ạnh nh ất t ừ chi ều sâu 2,5 m tr ở lên; - Khi các l ớp đấ t y ếu được tháo khô t ốt, chi ều sâu bi ến d ạng gi ảm đáng k ể. Với xe CAT-773F chi ều sâu bi ến d ạng c ủa các l ớp t ừ 3,7 m tr ở lên; đối v ới xe khung độ ng chi ều sâu bi ến d ạng t ừ 2,5 m tr ở lên. Do v ậy, m ỏ Th ạch Khê c ần l ựa ch ọn lo ại ô tô có áp l ực lên n ền đường nh ỏ ( ưu tiên lo ại ô tô khung độ ng). 3.5.2.2. Nghiên c ứu l ựa ch ọn lo ại máy xúc phù h ợp v ới t ải tr ọng ô tô khi khai thác các m ỏ có điều ki ện đị a ch ất ph ức t ạp 1. Nguyên t ắc l ựa ch ọn: Máy xúc ph ải phù h ợp v ới các y ếu t ố: Tính ch ất c ơ lý đất đá và qu ặng, các thông s ố HTKT và công su ất mỏ, t ải tr ọng ô tô, ho ạt động t ốt trong điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp. 2. Ph ươ ng pháp l ựa ch ọn: Phân tích các s ố li ệu đị a ch ất và d ự báo l ực c ản xúc K F t ươ ng ứng; lựa ch ọn lo ại máy xúc phù h ợp v ới điều ki ện t ự nhiên c ủa m ỏ; lựa ch ọn các t ổ h ợp máy xúc - ô tô phù hợp v ới công su ất, th ời gian t ồn t ại, các thông s ố HTKT. - Xác định kh ả n ăng ch ịu t ải đố i v ới các t ầng đấ t y ếu và điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp d ưới tác độ ng c ủa máy xúc:
19. 17 Theo điều ki ện bi ến d ạng c ủa n ền đường, kh ả n ăng ch ịu t ải c ủa nền đấ t y ếu so v ới áp l ực c ủa máy xúc xác đị nh:  P .K  1 C ≥  ax dt − 2A B γ  , kG/cm 2 (3.62)  + 1 1   2B(L 35,0 H )  D1 2 Trong đó: C- l ực dính k ết c ủa đấ t đá, kG/cm ; P ax - áp l ực c ủa máy 2 xúc tác động lên n ền đường, kG/cm ; A 1, D1- h ệ s ố không th ứ 3 nguyên; γ1- tr ọng l ượng th ể tích c ủa đấ t n ền ph ần trên tr ụ đỡ , t/m . Mỏ Th ạch Khê các loại đấ t y ếu có C = 0,00÷0,0191 kG/cm 2, k ết qu ả tính toán các t ầng đấ t y ếu c ủa m ỏ đề u đả m b ảo kh ả n ăng ch ịu t ải với các lo ại MXTLGN có E = 1,4÷12 m3. Đối v ới máy xúc ЭКГ -5A kh ả n ăng ch ịu t ải ch ỉ đả m b ảo ở l ớp 1, l ớp 6 và l ớp 10 (sét, sét pha, cát b ụi). Do v ậy, m ỏ Th ạch Khê thi ết b ị xúc b ốc phù h ợp là MXTL. - L ựa ch ọn dung tích g ầu xúc: Với các m ỏ có điều ki ện địa ch ất và ĐCTV ph ức t ạp, máy xúc được l ựa ch ọn theo t ải tr ọng ô tô và phù h ợp v ới quy mô, điều ki ện khai thác. Các m ỏ qu ặng s ắt khi áp d ụng công ngh ệ khai thác v ới góc nghiêng b ờ công tác l ớn có th ể b ố trí các máy xúc làm vi ệc theo m ột số s ơ đồ sau (hình 3.48): a) b) c) Hình 3.48: S ơ đồ công ngh ệ xúc b ốc đấ t đá trên b ờ công tác * Tr ường h ợp 1 (hình 3.48a): Trên m ỗi nhóm t ầng, m ỗi t ầng b ố trí 1 máy xúc làm vi ệc theo lu ồng xúc d ọc t ầng. Tr ường h ợp này dung tích g ầu xúc nh ỏ nh ất và được xác đị nh nh ư sau: = Vn Tx Kr 3 E1 R , m (3.71a) Lti 60 Nca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn .∑ i =1 LKi → → Khi LK min , thì E min = Vn Tx Kr 3 Emin R , m (3.71b) Lti 60 N ca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn .∑ i=1 LKi min 3 Trong đó: V n- kh ối l ượng đấ t bóc hàng n ăm, m ; T x- th ời gian chu
20. 18 xúc; K r- h ệ s ố n ở r ời c ủa đấ t đá; N ca - s ố ca làm vi ệc trong n ăm, ca; Tca - th ời gian làm vi ệc 1 ca; K xđ- h ệ s ố xúc đầ y, K tg - h ệ s ố s ử d ụng th ời gian trong ca; K cn - h ệ s ố công ngh ệ; i- nhóm t ầng th ứ i trên b ờ mỏ; R- s ố nhóm tầng trên bờ m ỏ; L ti - chi ều dài tuy ến công tác nhóm tầng th ứ i, m; L Kimin - chi ều dài bloc máy xúc nh ỏ nh ất, m. * Tr ường h ợp 2 (hình 3.48b): Trên m ỗi nhóm t ầng b ố trí 2 máy xúc làm vi ệc, N xi = 2. Gi ả s ử chi ều dài tuy ến công tác trên t ất c ả các tầng b ằng nhau và s ố t ầng trên các nhóm b ằng nhau, dung tích gàu của máy xúc được xác đị nh: = V Txn Kr 3 E2 , m (3.72) 120 R.Nca .Tca .Kxđ .Ktg .Kcn Tr ường h ợp này dung tích gàu xúc E 2 > E 1. * Tr ường h ợp 3 (hình 3.48c): Trên m ỗi nhóm t ầng b ố trí 1 máy = xúc làm vi ệc N xi = 1. Khi LKi Lti , dung tích gàu được xác đị nh: = V Txn Kr 3 E3 , m (3.73a) 60 R.Nca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn Khi R = 1 thì dung tích gàu xúc là l ớn nh ất E 3 = E max : V .T .K = n x r 3 Emax , m (3.73b) .60 N ca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn Do đó, dung tích gàu xúc c ủa m ỗi m ỏ ph ải n ằm trong gi ới h ạn: V T Krxn ≤ ≤ V T Krxn , (3.74) R E Lti .60 Nca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn .60 Nca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn .∑ i=1 LKi min 3.5.3. Quan h ệ gi ữa thi ết b ị xúc b ốc – v ận t ải ĐBTB máy xúc – ô tô t ối ưu khi t ổ h ợp đạ t hi ệu qu ả l ớn nh ất. - N ăng su ất k ỹ thu ật c ủa máy xúc được xác đị nh nh ư sau: q 60 T .K kt = 0 ca t g Qx , t ấn/ca (3.78) n Txg Trong đó: q 0- t ải tr ọng ô tô, t ấn; n g- s ố gàu xúc đầy ô tô. - Năng su ất th ực t ế c ủa máy xúc được xác đị nh: .60 T q K Qtt = ca 0 t g , t ấn/ca (3.79) x + ng .Tx tdx Trong đó: t dx - th ời gian d ừng c ủa máy xúc do s ự trao đổ i các ô tô
21. 19 ở g ươ ng xúc, phút. Hệ s ố s ử d ụng máy xúc theo điều ki ện v ận t ải xác đị nh nh ư sau: Q tt 1 K = x = (3.81) mx kt γ Q t E K đ x 1+ d x q0 .Tx .K r - N ăng su ất c ủa ô tô trong t ổ h ợp được đánh giá thông qua h ệ s ố sử d ụng K ôtô được xác đị nh nh ư sau: T − t = 0 xđ Kôtô (3.82) T0 Trong đó: T 0, t xđ- th ời gian chu k ỳ ô tô và th ời xúc đầ y ô tô, phút. Thay các giá tr ị xác định được h ệ s ố s ử d ụng ô tô: 120 L + + tdt tm K = V , (3.86) ôtô 120 L q T K + 0 x r + t + t γ dt m V E Kxđ = Năng su ất c ủa t ổ h ợp đạ t được t ối ưu khi: Kmx Kôtô Từ đó xác đị nh được quan h ệ gi ữa t ải tr ọng ô tô v ới dung tích g ầu xúc và cung độ v ận t ải được xác đị nh: E γ K   = xđ 120 L + + q0 tdx  tdt tm  , t ấn (3.88) Tx .K r  V  Dung tích gàu xúc được xác đị nh theo bi ểu th ức: q .T .K E = 0 x r , m 3 (3.89) 120 L  γ .K đ . t  + t + t  x dx  V dt m  3.5.4. Xác định s ố ô tô h ợp lý khi ph ục v ụ m ột máy xúc: Khi s ố ô tô ph ục v ụ m ột máy xúc hợp lý thì giá tr ị gia t ăng n ăng su ất ô tô khi nó làm vi ệc t ại gươ ng này hay g ươ ng khác đều không thay đổi, n ăng su ất t ổ h ợp l ớn nh ất. 3.5.5. Nghiên c ứu xác đị nh t ổ h ợp thi ết b ị xúc – b ốc v ận t ải h ợp lý Mức độ h ợp lý c ủa các t ổ h ợp xúc b ốc – v ận t ải được xác đị nh thông qua c ường độ làm vi ệc c ủa máy xúc và ô tô. C ường độ làm vi ệc c ủa các thi ết b ị được xác đị nh thông qua h ệ s ố sau:
22. 20 = N0.txđ Khl (3.103) N x .T0 Trong đó: K hl - h ệ s ố đánh giá c ường độ làm vi ệc c ủa t ổ h ợp máy xúc - ô tô; N 0, N x- s ố ô tô và máy xúc c ần thi ết c ủa m ỏ, chi ếc. - Khi K hl = 1: Cho th ấy s ự ph ối h ợp gi ữa các ô tô và máy xúc trong t ổ h ợp ĐBTB là t ối ưu; - Khi K hl > 1 : C ường độ làm vi ệc c ủa máy xúc cao, còn ô tô th ấp; - Khi K hl < 1: Cường độ làm vi ệc c ủa máy xúc th ấp, còn ô tô cao. Từ các k ết qu ả phân tích trên dung tích gàu xúc h ợp lý đố i v ới mỗi mỏ ph ải th ỏa mãn điều ki ện sau: V Txn Kr ≤ ≤ V Txn Kr R E Lti .60 Nca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn .60 Nca .Tca .K xđ .Ktg .Kcn .∑ i=1 LKi min = N0.txđ Khl (3.104) N x .T0 q .T .K E = 0 x r 120 L  γ .K đ . t  + t + t  x d  V dt m  Lu ận án đã xây d ựng ph ần m ềm “ Ch ươ ng trình t ối ưu hóa đồng b ộ thi ết b ị máy xúc – ô tô ”, s ơ đồ thu ật toán (hình 3.56). 3.6. K ết lu ận 1. Các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên VN có điều ki ện t ự nhiên và c ấu trúc ph ức t ạp, đị a t ầng m ột s ố m ỏ có các l ớp đấ t y ếu và điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp gây khó kh ăn cho quá trình khai thác c ủa các m ỏ. 2. Để đả m b ảo khai thác hi ệu qu ả các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên trong th ời gian t ới, c ần áp d ụng các gi ải pháp công ngh ệ nh ư: + Áp d ụng công ngh ệ khai thác v ới góc nghiêng b ờ công tác l ớn, chia b ờ công tác thành các nhóm t ầng, trên m ỗi nhóm t ầng có t ầng công tác và t ầng v ận t ải; + Áp d ụng công ngh ệ đào sâu đáy m ỏ hai c ấp và khai thác qu ặng theo phân t ầng b ằng MXTLGN. Đố i v ới các m ỏ có điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp c ần áp d ụng các gi ải pháp tháo khô, s ử d ụng s ơ đồ “Máy xúc ch ất t ải lên ô tô d ưới m ức máy đứ ng”, nh ằm gi ảm chi phí s ản xu ất. + Tùy theo điều ki ện phân b ố c ủa các thân qu ặng hay chùm thân qu ặng và điều ki ện ĐCTV c ủa các các m ỏ, l ựa ch ọn s ơ đồ công ngh ệ
23. 21 khai thác ch ọn l ọc phù h ợp nh ư đã đề xu ất ở trên. 3.L ựa ch ọn ĐBTB khai thác có tính c ơ động cao nh ư máy khoan th ủy l ực, MXTL, v ận t ải ô tô để phù hợp v ới điều ki ện t ự nhiên và quy mô s ản l ượng c ủa các m ỏ. + C ăn c ứ vào s ản l ượng mỏ, điều ki ện khai thác, cung độ v ận t ải, l ựa ch ọn ĐBTB xúc b ốc – v ận t ải sao cho s ự ph ối h ợp gi ữa ô tô và máy xúc trong t ổ h ợp là t ối ưu (K hl = 1). + Đối v ới các m ỏ có t ầng đất y ếu chi ều dày l ớn, ưu tiên l ựa ch ọn thi ết b ị v ận tải tr ước, trên c ơ s ở lo ại ô tô có áp l ực lên n ền nh ỏ. Th ực t ế cho th ấy lo ại ô tô khung động khá phù h ợp với điều ki ện khai thác m ỏ Th ạch Khê. Hình 3.56: S ơ đồ thu ật toán xác đị nh E và q 0 h ợp lý theo s ản l ượng và điều ki ện khai thác m ỏ Ch ươ ng 4: Tính toán áp d ụng cho m ỏ qu ặng s ắt Th ạch Khê 4.1. Đặc điểm chung m ỏ qu ặng s ắt Th ạch Khê Độ cao tuy ệt đố i địa hình khu m ỏ t ừ +5 ÷+7 m. Tầng đấ t ph ủ gồm: Cát, cát pha sét, ph ụ t ầng sét, sét pha d ăm v ụn, v.v với chi ều dày t ừ 26÷226 m. Điều ki ện ĐCTV c ủa m ỏ r ất ph ức t ạp, l ưu l ượng nước ng ầm ch ảy vào m ỏ r ất l ớn. M ỏ khai thác đế n m ức -550 m, tr ữ lượng khai thác 375 tri ệu t ấn, đấ t bóc 651,4 tri ệu m 3. S ản l ượng qu ặng t ừ 5 ÷10 tri ệu t ấn/n ăm, đấ t bóc t ừ 15 ÷19,5 tri ệu m 3/n ăm.
24. 22 4.2. Xác định góc nghiêng b ờ công tác h ợp lý đố i v ới t ầng đá cứng Đối v ới t ầng đá c ứng c ủa m ỏ phân b ố t ừ m ức -25 tr ở xu ống, các thông s ố c ủa HTKT: h = 15m, s ố t ầng công tác đồ ng th ời n t = 8÷20, 0 α = 65 , B min = 40m, s ố nhóm t ầng ho ạt độ ng song song m s = 2÷3. Xúc đất đá MXTLGN có E = 6,7 m 3, theo điều ki ện công ngh ệ b ố trí mỗi nhóm t ầng 2 máy xúc. T ừ đó xác đị nh được góc nghiêng b ờ công tác φ = 26 0. Khi chi ều sâu khai thác thay đổ i H = 150 m, v ới chi ều dài khai tr ường L = 1250 m, chi ều dày v ỉa qu ặng M tb = 123 m. Theo điều * ki ện thay đổ i y ếu t ố đị a k ỹ thu ật, khi góc nghiêng b ờ công tác φt = 26 0 thì l ợi nhu ận đạ t được l ớn nh ất. Do đó, t ầng đá c ứng m ỏ c ần áp dụng góc nghiêng b ờ công tác φ = 26 0. 4.3. Xác định chi ều cao xúc ch ọn l ọc đố i v ới các MXTLGN 0 Với chi ều dày vỉa qu ặng M tb = 123 m, góc d ốc t ừ γ = 50÷75 . Đối với các lo ại MXTLGN có E = 2,7÷5,0 m3, xác định được chi ều cao xúc ch ọn l ọc từ 5÷10 m. Do v ậy, lựa ch ọn chi ều cao phân t ầng qu ặng hpt = 5,0÷6,0 m. Khi s ử d ụng MXTLGN có chi ều dày xúc lẫn t = 0,15 m và t = 0,2 m, xác định được tỷ l ệ t ổn th ất t ươ ng ứng 3,28% và 3,38%, t ỷ l ệ làm nghèo t ươ ng ứng 2,19% và 2,25%. 4.4. Xác định ĐBTB xúc b ốc – v ận t ải h ợp lý 4.4.1. Xác định lo ại ô tô phù h ợp v ới các t ầng đấ t y ếu So sánh áp l ực các lo ại ô tô khung c ứng và khung động có q 0 = 23÷150 t ấn v ới kh ả n ăng ch ịu t ải c ủa các l ớp c ủa t ầng đấ t y ếu m ỏ Th ạch Khê th ấy r ằng: Kh ả n ăng ch ịu t ải c ủa các l ớp đấ t y ếu t ừ 1÷10 nh ỏ h ơn so v ới áp l ực c ủa các lo ại ô tô có t ải tr ọng ≥ 23 t ấn. Ch ỉ có lớp 11 và l ớp 12 có s ức ch ịu t ải b ằng ho ặc l ớn h ơn so v ới áp l ực c ủa các ô tô khung động có t ải tr ọng t ừ 23÷37 t ấn. Cùng t ải tr ọng thì ô tô khung động đề u có áp l ực lên n ền nh ỏ h ơn so v ới ô tô khung c ứng. Để phù h ợp v ới điều ki ện n ền đấ t y ếu và s ản l ượng m ỏ, t ải tr ọng ô tô phù h ợp t ừ 37÷60 t ấn, trong đó ưu tiên lo ại ô tô khung độ ng. Đường v ận t ải c ần r ải l ớp đấ t c ấp ph ối và đá d ăm t ừ 60÷80 cm. 4.4.2. Xác định lo ại máy xúc phù h ợp v ới t ải tr ọng ô tô và công su ất m ỏ: Với s ản l ượng đã ch ọn và cung độ v ận t ải xác định ( đất bóc t ừ 3,5÷8,0 km, qu ặng t ừ 4÷7 km), t ổ h ợp ĐBTB xúc b ốc – v ận t ải hợp lý c ủa m ỏ Th ạch Khê g ồm: Thi ết b ị bóc đấ t đá: MXTL dung tích g ầu t ừ 4÷6,7 m 3 + ô tô t ải
25. 23 tr ọng t ừ 37÷58 t ấn; thi ết b ị khai thác qu ặng: MXTLGN dung tích gầu t ừ 3,7÷4,5 m 3 + ô tô t ải tr ọng t ừ 37÷41 t ấn. KẾT LU ẬN VÀ KI ẾN NGH Ị 1. Ở n ước ta công nghi ệp khai thác qu ặng s ắt đã có t ừ vài ch ục năm tr ước đây, nh ưng quy mô khai thác còn nh ỏ l ẻ, s ản l ượng th ấp; công tác nghiên c ứu khoa h ọc để gi ải quy ết các yêu c ầu mà s ản xu ất đòi h ỏi, đặ c bi ệt đố i v ới các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên có điều ki ện t ự nhiên ph ức t ạp ch ưa được chú tr ọng; công ngh ệ, thi ết b ị khai thác ở các m ỏ còn thô s ơ l ạc h ậu, không đồ ng b ộ; các thông s ố HTKT không phù h ợp; t ổn th ất và làm nghèo qu ặng trong khai thác còn l ớn. 2. H ầu h ết các khoáng sàng s ắt phân b ố ở các vùng r ừng núi, xa các trung tâm kinh t ế, công nghi ệp ho ặc sát b ờ bi ển. T ổng tr ữ l ượng và tài nguyên qu ặng s ắt n ước ta đã được tìm ki ếm, th ăm dò kho ảng 1,2 t ỷ t ấn. Tr ữ l ượng qu ặng c ủa các m ỏ thu ộc lo ại nh ỏ và trung bình, duy nh ất m ỏ Th ạch Khê có tr ữ lượng và công su ất l ớn. Sản tr ạng thân qu ặng, đặ c tính c ơ lý c ủa qu ặng và đất đá vây quanh, điều ki ện ĐCTV, v.v là nh ững y ếu t ố có ảnh h ưởng đáng k ể đế n quá trình lựa ch ọn công ngh ệ khai thác c ủa các m ỏ. 3. Theo ngu ồn g ốc thành t ạo, c ấu trúc đị a ch ất và điều ki ện ĐCTV, các m ỏ qu ặng s ắt n ước ta được phân thành 3 nhóm: Đơ n gi ản; ph ức t ạp; r ất ph ức t ạp. Trong đó ph ần l ớn các m ỏ thu ộc lo ại ph ức t ạp và r ất ph ức t ạp, đặ c bi ệt là m ỏ Th ạch Khê. 4. Để đáp ứng Quy ho ạch phát tri ển ngành khai thác, ch ế bi ến qu ặng s ắt đã được Th ủ t ướng Chính ph ủ phê duy ệt trong giai đoạn sắp t ới, các m ỏ qu ặng s ắt n ước ta ph ải phát tri ển c ả v ề chi ều r ộng và chi ều sâu. Đố i v ới các m ỏ khai thác d ưới m ức thoát n ước t ự ch ảy có điều ki ện đị a ch ất và ĐCTV ph ức t ạp c ần đổ i m ới, hoàn thi ện và áp dụng các gi ải pháp công ngh ệ, thi ết b ị khai thác tiên ti ến nh ư: + Áp d ụng công ngh ệ khai thác v ới góc nghiêng b ờ công tác l ớn, xét t ới kh ả n ăng thay đổ i y ếu t ố đị a k ỹ thu ật khi khai thác xu ống sâu; + ĐBTB khai thác ph ải có tính c ơ động cao, đáp ứng được yêu cầu c ủa khai thác ch ọn l ọc, phù h ợp v ới n ền đấ t y ếu, l ầy l ội. - C ăn c ứ vào công su ất m ỏ, điều ki ện khai thác, cung độ v ận t ải, ĐBTB xúc b ốc – v ận t ải ph ải được l ựa ch ọn sao cho s ự ph ối h ợp gi ữa ô tô và máy xúc trong t ổ h ợp là t ối ưu (K hl = 1), dung tích gàu xúc n ằm trong gi ới h ạn xác đị nh cho phép đố i v ới m ỗi m ỏ; - Đối v ới các m ỏ có t ầng đấ t y ếu v ới chi ều dày l ớn c ần ưu tiên l ựa
26. 24 ch ọn thi ết b ị v ận t ải ô tô tr ước. Ô tô l ựa ch ọn ph ải có t ải có áp l ực lên n ền nh ỏ. + Áp d ụng công ngh ệ đào sâu đáy m ỏ hai c ấp và khai thác qu ặng bằng MXTLGN theo phân t ầng. Đố i v ới các m ỏ có điều ki ện ĐCTV ph ức t ạp c ần được tháo khô t ốt để áp d ụng s ơ đồ máy xúc làm vi ệc với g ươ ng d ưới m ức máy đứ ng, ch ất t ải lên ô tô đứng ở t ầng d ưới, nh ằm nâng cao hi ệu qu ả làm vi ệc c ủa ĐBTB. Ki ến ngh ị: 1. Các k ết qu ả nghiên c ứu trong lu ận án đã được tác gi ả tính toán, lu ận gi ải t ừ c ơ s ở khoa h ọc k ết h ợp th ử nghi ệm qua th ực ti ễn s ản xu ất, có th ể dùng làm tài li ệu để các m ỏ tham kh ảo và v ận d ụng để nâng cao hi ệu qu ả s ản xu ất kinh doanh cho doanh nghi ệp. 2. C ần có s ự h ỗ tr ợ v ề ch ủ tr ươ ng và kinh phí để ti ếp t ục nghiên cứu hoàn thi ện công ngh ệ KNM ch ọn l ọc đố i v ới các m ỏ qu ặng s ắt gốc có c ấu trúc ph ức t ạp. DANH M ỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG B Ố 1. L ưu Văn Th ực (2003), “Xác đị nh m ới quan h ệ gi ữa các thông só khai thác và tháo khô khi t ăng c ường đào hào chu ẩn b ị các t ầng ng ập n ước nh ằm đáp ứng nhu c ầu s ản l ượng các m ỏ than l ộ thiên”, Tuy ển t ập Báo cáo H ội ngh ị khoa h ọc k ỹ thu ật m ỏ toàn qu ốc l ần th ứ XV , tr. 55-60. 2. L−u V¨n Thùc (2005), “C¸c yÕu tè c«ng nghÖ-thiÕt bÞ ¶nh h−ëng ®Õn s¶n l−îng má c¸c má lé thiªn vïng Qu¶ng Ninh”, T¹p chÝ C«ng nghiÖp Má , (sè 3), tr. 14 ÷16. 3. L ưu Văn Th ực, H ồ S ĩ Giao (2008), “M ột s ố v ấn đề v ề công ngh ệ khai thác các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên trong điều ki ện đị a ch ất ph ức t ạp”, Tuy ển t ập Báo cáo H ội ngh ị khoa h ọc l ần th ứ 18 , Quy ển 1 Các khoa h ọc v ề m ỏ, Tr ường Đạ i h ọc M ỏ-Địa ch ất, tr. 124-129. 4. L ưu V ăn Th ực, Đoàn V ăn Thanh, Lê Xuân Thu (2009), “M ột số k ết qu ả khai thác m ỏ qu ặng s ắt Th ạch Khê trong điều ki ện đị a ch ất ph ức t ạp”, Tạp chí Than-khoáng s ản Vi ệt Nam , tr 80÷84. 5. Lê Xuân Thu, L ưu V ăn Th ực (2009), “Bi ến d ạng b ờ tr ụ v ỉa 4 Na D ươ ng - Ki ến ngh ị gi ải pháp đả m b ảo ổn đị nh”, Tạp chí Công nghi ệp m ỏ, (s ố 4), tr.47÷49. 6. L ưu V ăn Th ực, D ươ ng Trung Tâm (2010), “Nghiên c ứu l ựa ch ọn thiết b ị xúc b ốc v ận t ải h ợp lý cho các m ỏ qu ặng s ắt l ộ thiên Vi ệt Nam có điều ki ện đị a ch ất ph ức t ạp”, Tạp chí Công nghi ệp m ỏ,
27. 25 (s ố 5), tr.15÷22. 7. L ưu V ăn Th ực (2011), “Xác đị nh ứng su ất gi ới h ạn phát tri ển trong n ền đường đấ t y ếu d ưới tác d ụng c ủa ô tô t ải tr ọng l ớn”, Tạp chí Công nghi ệp M ỏ, (s ố 4), Tr 24÷26, 34. 8. L ưu V ăn Th ực, Nguy ễn H ữu Hu ấn (2012), “S ự c ần thi ết quan tr ắc đị a ch ất th ủy v ăn và kh ảo sát ho ạt độ ng cast ơ ph ục v ụ công tác khai thác m ỏ s ắt Th ạch Khê”, Tuy ển t ập Báo cáo H ội ngh ị khoa h ọc kỹ thu ật m ỏ toàn qu ốc l ần th ứ 23 , tr. 234 ÷239. 9. L ưu V ăn Th ực, (2013), “Quan h ệ gi ữa t ải tr ọng ô tô và kh ả năng ch ịu t ải c ủa n ền đấ t y ếu t ại các m ỏ qu ặng s ắt có điều ki ện đị a ch ất ph ức t ạp” Tạp chí Công nghi ệp M ỏ, (s ố 5), Tr 50÷51, 54. 10. L ưu V ăn Th ực, Lê Công C ường, Lê Bá Ph ức, Phan Ng ũ Hoành, Kuznesov VV.A (2013), “Xác định ch ỉ tiêu thu ốc n ổ trên c ơ sở đánh giá chi phí n ăng l ượng c ủa đồ ng b ộ thi ết b ị trên các m ỏ than lộ thiên Vi ệt Nam”, Tạp chí Công nghi ệp M ỏ, (s ố 5), Tr 21÷25. 11. L ưu V ăn Th ực, D ươ ng Trung Tâm, Nguy ễn V ăn Đứ c (2013), “L ựa ch ọn đường kính khoan và ph ươ ng pháp khoan phù h ợp v ới các m ỏ qu ặng quy mô nh ỏ phía B ắc”, Tạp chí Công nghi ệp M ỏ, (s ố 6), Tr 4÷7. 12. Luu Van Thuc, Ho Si Giao (2010), “Thach Khe iron ore mining project– A great challenge on technological and environmental issues for Vietnam mining industry”, Proceedings of the Internationnal mining conference on Advanced mining for sustainable development , Ha Long, Vietnam, pp. 233÷242. 13. Bui Xuan Nam , Luu Van Thuc, Vu Dinh Hieu, Le Qui Thao, Nguyen Hoang (2012), “Use of combined transportation for deep surface coal mines in Quang ninh, Vietnam”, Proceedings of the 2 nd International conferrence on advances in mining and tunneling , Hanoi, Vietnam, pp. 80÷85. 14. Luu Van Thuc, Bui Xuan Nam, Le Thi Thu Hoa, Do Ngoc Hoan, Vu Dinh Truong (2012), “Selection on suitable mining technological schemes of hydraulic backhoe excavator for iron ore mines”, Proceedings of the 2 nd International conferrence on advances in mining and tunneling , Hanoi, Vietnam, pp. 117÷120.