Giáo trình Mở vỉa và khai thác than hầm lò: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 của giáo trình "Mở vỉa và khai thác than hầm lò" cung cấp cho học viên những nội dung về: mở vỉa và chuẩn bị ruộng than; ruộng mỏ và các phương pháp chuẩn bị ruộng than; mở vỉa ruộng than; sân ga ngầm trong mỏ hầm lò; khái niệm và phân loại hệ thống khai thác;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Mở vỉa và khai thác than hầm lò: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Chủ biên: Ths. Phạm Ngọc Huynh Ths. Nguyễn Văn Vớ Ths. Phạm Đức Thang GIÁO TRÌNH MỞ VỈA VÀ KHAI THÁC THAN HẦM LÕ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - NĂM 2013 1
BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Chủ biên: Ths. Phạm Ngọc Huynh Ths. Nguyễn Văn Vớ Ths. Phạm Đức Thang GIÁO TRÌNH MỞ VỈA VÀ KHAI THÁC THAN HẦM LÕ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - NĂM 2013 2
3
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình "Mở vỉa và Khai thác than Hầm lò", được biên soạn dựa theo đề cương chương trình chi tiết của học phần này đã được Bộ môn Khai thác mỏ Hầm lò thông qua. Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tích cực tham khảo những kinh nghiệm quý báu trải qua nhiều năm giảng dạy học phần này của các giảng viên trong Bộ môn Khai thác Hầm lò trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng tham khảo có chọn lọc các tài liệu có liên quan của trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, các phòng Kỹ thuật Công nghệ của các Công ty khai thác than Hầm lò tại Quảng Ninh, đồng thời đã cố gắng cập nhật và giới thiệu các tài liệu của các nước tiên tiến đã và đang áp dụng phù hợp với các điều kiện khai thác than hầm lò ở Việt Nam hiện nay và trong tương lai gần. Giáo trình này dùng làm tài liệu để giảng dạy của giảng viên, học tập cho Sinh viên - Học sinh chuyên ngành Khai thác mỏ Hầm lò và Xây dựng Công trình Ngầm & Mỏ, cũng làm tài liệu tham khảo cho Sinh viên của các chuyên ngành khác có liên quan như: Trắc địa mỏ, Khai thác mỏ Lộ thiên, Quản trị kinh doanh, Máy mỏ, Cơ điện mỏ, Tự động hóa… Chúng tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giảng viên của Bộ môn Khai thác Hầm lò - Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh đã có những ý kiến đóng góp thiết thực trong quá trình biên soạn giáo trình này. Dù sao, đây cũng là giáo trình được biên soạn lần đầu tiên, sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp thiết thực từ bạn đọc về kết cấu, nội dung, quan điểm khoa học... để được chỉnh biên, sửa chữa trong lần tái bản lần sau được hoàn chỉnh hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về theo địa chỉ: Bộ môn Khai thác Mỏ Hầm lò - Khoa Mỏ và Công trình - Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp thu ý kiến góp ý hữu ích của các bạn đọc! Quảng Ninh, tháng 5 năm 2013 Nhóm tác giả 4
PHẦN MỞ ĐẦU I. Nhập môn Để khai thác các khoáng sàng khoáng sản rắn, hiện nay trên thế giới người ta có thể sử dụng một trong ba phương pháp sau: - Phương pháp Khai thác Lộ thiên: Là phương pháp tách phá, xúc bốc, vận chuyển đất đá vây quanh khoáng sản để thu hồi, khai thác khoáng sản, phục vụ cho nền kinh tế Quốc dân. Phương pháp này được sử dụng để khai thác các loại khoáng sản nằm gần mặt đất, khi hệ số bóc (tỷ số giữa khối lượng đất đá cần bóc để khai thác một đơn vị khối lượng khoáng sản) không lớn hơn hệ số bóc giới hạn, nó phụ thuộc vào giá trị sử dụng của khoáng sản có ích, mức độ cơ giới hóa và tiến bộ khoa học kỹ thuật của từng cơ sở sản xuất hoặc của từng quốc gia. - Phương pháp Khai thác Hầm lò: Là phương pháp đào các đường lò từ mặt đất đến gặp khoáng sàng (các vỉa than) và các công trình xây dựng cơ bản, đào các đường lò trong than để phân chia vỉa than thành các phần và có kế hoạch khai thác từng phần một, sau đó tiến hành khai thác (khấu) than. Phương pháp này được sử dụng để khai thác các loại khoáng sản nằm sâu dưới mặt đất, khi khai thác lộ thiên không có hiệu quả về kinh tế. - Phương pháp Khai thác đặc biệt (các Phương pháp Địa công nghệ như): Khí hóa than.... Học phần “Mở vỉa và Khai thác than Hầm lò” trang bị cho Sinh viên các kiến thức để có thể lựa chọn được phương án bố trí các đường lò trong một mỏ than hợp lý nhất: Vừa đảm bảo mang lại hiệu quả kinh tế, vừa khả thi về kỹ thuật, vừa đảm bảo an toàn trong suốt quá trình khai thác. II. Bài mở đầu 1. Các giả thuyết về thành tạo than Trước kia người ta thường quan niệm là: Than là khoáng chất cứng, màu đen, cháy được và người ta giải thích sự thành tạo của than theo các giả thuyết: - Than là một dịch thể màu đen xâm nhập vào đá trầm tích. - Than là do dầu mỏ đông đặc lại (vì than và dầu mỏ đều có thể cháy được). - Than là do núi lửa phun lên đốt cháy rừng nhiệt đới và vùi lấp chúng. Tuy nhiên các giả thuyết trên đều không giải thích được về quá trình thành tạo của than và không có cơ sở lý luận. Đến cuối thế kỷ 16 đầu thế kỷ 17, nhà bác học Lêvianov (người Nga) sau khi khảo sát hàng nghìn mẫu than của rất nhiều các mỏ than thấy đất đá vây quanh vỉa than đều có các hóa thạch thực vật và đi đến kết luận: Than được tạo thành từ nguồn gốc thực vật qua quá trình biến đổi hoá học: 4C6H10O5  C9H6O + 7CH4 + 8CO2 +3H2O Và trải qua các giai đoạn: Ở những vùng thực vật phát triển mạnh có hoạt động thăng trầm của vỏ trái đất (khi vỏ trái đất hạ xuống thực vật bị phá huỷ vùi lấp, mục nát tạo thành lớp mùn xốp, dưới tác dụng của vi khuẩn kỵ khí thành phần hữu cơ của thực vật bị phân hủy lớp mùn xốp biến thành than bùn và bị vùi lấp, khi vỏ trái đất nâng lên than bùn bị nén ép dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất nó được liên kết lại với 5
nhau, lượng nước giảm, hàm lượng Cácbon tăng lên tùy theo mức độ biến chất mà quá trình thành tạo ra các loại than khác nhau từ than bùn biến chất thành than nâu, than đá, than bán Ant‟raxit và than Ant‟raxit. Tuỳ theo chu kỳ, cường độ, biên độ của các hoạt động kiến tạo... dẫn đến cấu tạo và thế nằm của các vỉa than khác nhau cũng khác nhau và rất phức tạp. Qua khảo sát của các nhà nghiên cứu thì cứ khoảng một mét chiều dày lớp mùn gỗ có thể tạo thành được một lớp than dày khoảng 0,2 mét. Điều kiện tạo thành của các vỉa than là: - Ở những vùng khí hậu địa hình, khí hậu, thời tiết thuận lợi có rừng (thực vật) phát triển phong phú. - Có hoạt động thăng trầm của vỏ trái đất (một lần hạ xuống chỉ tạo thành một vỉa (hay một lớp) than. Chiều dày của vỉa (hay một lớp) than phụ thuộc vào lượng thực vật bị vùi lấp, giữa các vỉa than (lớp than) được thành tạo các lớp đá trầm tích (đá kẹp) xen kẽ. 2. Khái niệm về vỉa than và các yếu tố thế nằm của vỉa - Vỉa than: Là nơi tập trung tích tụ than trong lòng đất, nó được giới hạn bởi hai mặt song song hoặc gần song song với nhau: Mặt trên gọi là mặt vách (mái hay nóc); lớp đá nằm phía trên mặt vách gọi là đá vách; mặt dưới gọi là mặt trụ (đáy hay nền); lớp đá nằm phía dưới mặt trụ gọi là đá trụ. Mặt địa hình Mặt vách Mặt trụ Đá vách Đá trụ Lớp đá kẹp  v Hình 1. Hình dáng, cấu tạo của vỉa than trong lòng đất - Các yếu tố thế nằm của vỉa. Vỉa than được xác định bằng các D yếu tố sau:  v Phía trên là mặt địa hình tự nhiên D' mv và có (P) là mặt phẳng nằm ngang. A S B C Các yếu tố thế nằm của vỉa được xác Mặt trụ vỉa định: P Mặt vách vỉa mv - Chiều dày của vỉa Lớp đá kẹp v - Góc dốc của vỉa AB - Đường phương của vỉa Hình 2. Các yếu tố thế nằm và cấu tạo của vỉa than 6
DC - Đường dốc của vỉa D‟C- Đường hướng dốc của vỉa + Đường phương vỉa S; mét (đường AB): Là giao tuyến giữa mặt phẳng nằm ngang với bề mặt vỉa than (có thể là mặt vách hay mặt trụ của vỉa). Người ta mô tả vỉa than trên bình đồ bằng các đường phương của trụ vỉa (gọi là bình đồ đẳng trụ vỉa than) và bình đồ bằng các đường phương của vách vỉa (gọi là bình đồ đẳng vách vỉa than), hay đồng thời cả các đường phương bên vách và đường phương bên trụ (gọi là bình đồ tính trữ lượng vỉa than; trong bình đồ tính trữ lượng người ta biểu diễn đường đẳng vách bằng nét liền mảnh, đường đẳng trụ bằng nét đứt mảnh). + Đường dốc H (đường DC): Là đường nằm trên bề mặt vỉa than (có thể là mặt vách hay mặt trụ vỉa) vuông góc với đường phương và hướng xuống phía dưới. + Đường hướng dốc (đường D‟C): Là hình chiếu của đường dốc trên mặt phẳng nằm ngang (biểu diễn hướng cắm của vỉa than trên bình đồ). + Chiều dày vỉa (mv, mét): Là khoảng cách vuông góc từ mặt trụ vỉa sang mặt vách vỉa tại vị trí kháo sát. Chiều dày hữu ích của vỉa là tổng chiều dày các lớp than, không kể chiều dày các lớp đá kẹp có mặt trong vỉa than. + Góc dốc vỉa (v, độ): Là góc hợp bởi giữa đường dốc và hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang (P) hay là góc hợp bởi bề mặt của vỉa than với mặt phẳng nằm ngang tại vị trí khảo sát. + Lộ vỉa của vỉa than: Là phần vỉa than tiếp giáp với mặt địa hình tự nhiên hoặc nằm dưới lớp đất phủ phong hóa hay dưới lớp trầm tích đệ tứ (Q). Có những vỉa than không tiếp giáp với mặt đất, nhưng trên bản đồ địa hình địa chất người ta vẫn biểu diễn đường lộ vỉa. + Đá kẹp: Là các lớp đá nằm bên trong vỉa than (xen giữa mặt vách và trụ của vỉa) Với các vỉa than nằm ngang (có v = 00) và các vỉa có góc dốc thẳng đứng (có v = 900) trên bình đồ không thể hiện đường phương và đường hướng dốc. 3. Phân loại vỉa than theo điều kiện khai thác 3.1. Phân loại theo chiều dày và góc dốc + Theo cách phân loại của các nước trên thế giới vỉa than được phân thành các loại: - Phân loại theo chiều dày vỉa than: + Vỉa rất mỏng mv < 0,5m + Vỉa mỏng mv < 1,3m + Vỉa dày trung bình 1,3m  mv  3,5m + Vỉa dày mv > 3,5m - Phân loại theo góc dốc vỉa than: + Vỉa bằng v  50 + Vỉa thoải 50 < v  250 + Vỉa dốc nghiêng 250 < v  450 + Vỉa dốc đứng v > 450 7
+ Theo cách phân loại của Việt Nam: Được quy định ở Điều 73 “Quy phạm K thuật Khai thác Hầm lò than và diệp thạch 18 - TCN - 5 - 2006” các vỉa than được phân loại như sau: - Phân loại theo chiều dày của vỉa than: + Vỉa than có chiều dày rất mỏng khi: mv < 0,7 m + Vỉa than có chiều dày mỏng khi: mv = 0,71 m ÷ 1,20 m + Vỉa than có chiều dày trung bình khi: mv = 1,21 m ÷ 3,50 m + Vỉa than dày: mv > 3,5 m - Phân loại theo góc dốc vỉa than: + Vỉa thoải: α < 150 + Vỉa nghiêng: α = 150 ÷ 350 + Vỉa dốc nghiêng: α = 350 ÷ 550 + Vỉa dốc đứng: α > 550 3.2. Phân loại theo cấu tạo - Vỉa có cấu tạo đơn giản là các vỉa than ở bên trong vỉa không có các lớp đá kẹp. - Vỉa có cấu tạo phức tạp là các vỉa than ở bên trong vỉa có lẫn các lớp đá kẹp. 4. Các thành phần của than 4.1. Phân tích thành phần hoá học của than Trong thành phần của than gồm các nguyên tố hoá học chính sau: Cácbon (C), Hyđrô (H2), Oxy (O2), Nitơ (N2), Phốt pho (P), Lưu huỳnh (S). - Các bon (C): là nguyên tố cơ bản và quan trọng nhất trong than đá, than chất càng cao hàm lượng Các bon càng nhiều thì than có nhiệt lượng càng cao. - Hyđrô (H2): có trong than khoảng 3  5%. Than chứa nhiều Hyđrô khi cháy sinh ra ngọn lửa dài (Hàm lượng chất bốc càng cao; than lửa dài). - Ôxy (O2): Ôxy trong than thường tồn tại dưới dạng các hợp chất, đó là các muối hoặc các ôxyt, khi than cháy nó thu nhiệt, làm giảm nhiệt lượng của than. - Nitơ (N2): Nitơ không cháy nên không phát nhiệt (thường ở dạng hợp chất NH3, HNO3). Trong than hàm lượng Nitơ rất nhỏ, lượng Nitơ càng lớn càng làm giảm một cách tương đối thành phần của các chất cháy trong than, làm hạn chế tốc độ cháy của than. - Lưu huỳnh (S), Phốt pho (P): các loại than đều chứa Lưu huỳnh và Phốt pho với hàm lượng rất nhỏ (hàm lượng các nguyên tố này tăng, sẽ có hại trong quá trình luyện kim) tồn tại dưới dạng Sulfua, Sulfat, Photforis hoặc các hợp chất hữu cơ. Lưu huỳnh khi cháy tạo thành SO2 và toả nhiệt. Lưu huỳnh là nguyên tố có hại cho sức khoẻ con người và thiết bị trong quá trình sử dụng than. Qua quá trình phân tích thành phần hóa học của than người ta thu được kết quả như trong bảng: Ngoài các yếu tố kể trên người ta còn chú ý đến các chất khí có trong than như CH4, CO2, N2, H2, H2S, khí hiếm; trong đó ta cần chú ý đến các khí CH4 có thể gây ra cháy, nổ; khí H2S, CO2 có thể gây ra nhiễm độc và gây ngạt (khi hàm lượng của nó đủ lớn). 8
Bảng 1. Thành phần hóa học trong các loại than Hàm lƣợng Than bùn Than nâu Than đá Than Than củi Nguyên tố (%) (%) (%) Ant’raxit(%) (%) C 50 - 60 60 - 70 75 - 90 90 - 95 50 H2 6 5–6 4-5 2 - O2 30 - 40 10 - 30 2 - 10 1-2 - N 1-3 - - - - S, P Còn lại Còn lại Còn lại Còn lại - 4.2. Phân tích thành phần công nghệ của than Thành phần công nghệ của than bao gồm: nước (độ ẩm), chất bay hơi (chất bốc), độ tro. - Độ ẩm (W, %): Đặc trưng cho lượng nước chứa trong than. Độ ẩm chứa trong than càng cao thì nhiệt lượng của than càng giảm và ngược lại. Nguyên nhân gây ra độ ẩm của than: Là do lượng nước có ngay khi thành tạo than, do quá trình trầm tích nước xâm nhập vào vỉa than; do quá trình khai thác, vận chuyển, bảo quản... - Độ tro (A, %): Là thành phần không cháy được còn lại khi đốt cháy hoàn toàn một kilôgam than, độ tro càng ít thì chất lượng than càng tốt. - Chất bốc (V, %): Là thành phần bay hơi của than (gồm các chất khí như: CH4, H2, CO...) khi chưng cất than ở nhiệt độ 800  8500C, chất bốc có ảnh hưởng tới quá trình cháy của than, chất bốc càng nhiều thì than càng xốp, dễ bắt lửa, dễ cháy. - Độ Kok: Là phần rắn còn lại sau khi chưng cất than ở nhiệt độ 800  8500C (Thực chất là lượng tro và thành phần cháy được của than ở trạng thái rắn). - Nhiệt lượng (Q, Kcal/kg): Là khả năng sinh nhiệt khi đốt cháy hoàn toàn một kilôgam than. Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng của than. Bảng 2. Một số thành phần công nghệ của một số loại than Thành Than bùn Than nâu Than đá Than Than củi phần Ant’raxit W (%) 40 – 50 10 - 40 1–8 1-2 - V (%) 70 45 - 55 10 - 50 8 - Q, (kcal/kg) 2500 - 4500 3000 - 7000 7000 - 8000 8000-8500 3000 - 4500 4.3. Công dụng của than Than rất cần cho tất cả các ngành trong nền kinh tế quốc dân: Công nghiệp, năng lượng, nông nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng, sản xuất vật liệu xây dựng và chất đốt phục vụ đời sống nhân dân và xuất khẩu trong những năm qua đổi lấy một lượng ngoại tệ đáng kể... 9
Qua khảo sát để sản xuất ra: - Để sản xuất ra 1 kw điện cần 0,4 - 0,5 kg than (có nhiệt lượng 7000 kcal/kg) - Để sản xuất ra 1 tấn gang cần 0,2 tấn than Kok - Để sản xuất ra 1 tấn thép cần 0,6 tấn than Kok - Để sản xuất ra 1 tấn đồng cần 1,8 tấn than Kok - Để sản xuất ra 1 tấn nhôm cần 12 tấn than Kok - Để vận chuyển 1000 tấn.km hàng hóa bằng tầu hỏa cần 12 kg than đá. - Trong công nghiệp dệt để sản xuất ra 3,5 vạn tấn sợi Vinilon cần 1 triệu tấn than hoặc 0,46 triệu tấn bông hoặc 7,5 vạn tấn dầu. - Từ than người ta có thể chế ra khoảng 350 loại sản phẩm khác nhau... 5. Sơ lƣợc lịch sử khai thác than ở Việt Nam Ở nước ta phát hiện ra than vào đầu thế kỷ thứ 19 ở vùng núi Yên Lãng. Đến ngày 10 tháng 1 năm 1840 (ngày 06 tháng chạp năm Kỷ Hợi) vua Minh Mạng phê chuẩn cho phép mở mỏ khai thác than vùng núi Yên Lãng (Đông Triều). Đến ngày 27 tháng 8 năm 1884 (ngày 06 tháng 7 năm Giáp Thân) Triều đình Huế ký văn tự bán khu mỏ cho Pháp khai thác trong thời hạn 100 năm. Đến ngày 24 tháng 5 năm 1888 Pháp thành lập „„Công ty Pháp mỏ than Bắc Kỳ” (Sociéte Francaice des Charbonnnages du Tonkin viết tắt là: S.F.C.T.) tiến hành khai thác chủ yếu ở vùng Quảng Ninh: Mạo Khê, Vàng Danh, Hà Lầm, Hà Tu, Cẩm Phả và Mông Dương. Đã khai thác được khoảng trên 50 triệu tấn than chất lượng tốt, chủ yếu khai thác thủ công. Đến năm 1955 ta tiếp quản và cải tạo lại các mỏ cũ, thăm dò bổ xung, cải tạo mở rộng quy mô sản xuất của các mỏ than Hầm lò với công nghệ chủ yếu là bán cơ giới hóa và thử nghiệm một số công nghệ tiên tiến. Thiết kế xây dựng một số mỏ mới đáp ứng cho sự phát triển của nền kinh tế của đất nước. 6. Sự phân bố than ở Việt Nam Than ở Việt Nam được thành tạo chủ yếu ở kỷ T‟riats thống trên bậc Nori-Rêti (T3-n-r), và kỷ Đệ Tam (Tr). Than có tuổi T‟riats được phân bố chủ yếu ở: vùng Đông Bắc (Móng Cái, Uông Bí, Bố Hạ, Tuyên Quang); vùng Tây Bắc: (Từ ven sông Đà đến Điện Biên Phủ); vùng Phấn Mễ (Thái Nguyên); Nho Quan (Ninh Bình); Khu 4 cũ. Than có tuổi Đệ Tam được phân bố chủ yếu ở Cao Bằng; Na Dương (Lạng Sơn); vùng dọc sông Hồng (Phú Thọ, Lào Cai); vùng dọc sông Cả (Con Cuông, Khe Bố) và vùng trũng Hà Nội. Trữ lượng chủ yếu được phân bố: Vùng Quảng Ninh chủ yếu là than Ant‟raxit chiếm trên 95% tổng trữ lượng than Ant‟raxit của cả nước (đến nay dự báo còn khoảng trên 5 tỷ tấn đến mức -500) Vùng trũng Hà Nội chủ yếu là than nâu với trữ lượng trên 200 tỷ tấn: Phân bố suốt từ Gia Lâm (Hà Nội) đến Tiền Hải (Thái Bình). Tập trung ở ba khu vực chính là Khoái Châu (Hưng Yên), Đông Quan, Vũ Thư (Thái Bình). 10
PHẦN I- MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG THAN Chƣơng 1- RUỘNG MỎ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CHUẨN BỊ RUỘNG THAN 1.1. Ruộng mỏ 1.1.1. Khái niệm, hình dáng, kích thƣớc, cách xác định 1.1.1.1. Khái niệm về mỏ và ruộng mỏ * Mỏ hầm lò (Xí nghiệp mỏ Hầm lò): Là một đơn vị sản xuất độc lập được Nhà nước cho phép quản lý, khai thác toàn bộ hoặc một phần khoáng sàng khoáng sản có ích bằng phương pháp Hầm lò. Người ta phân chia mỏ hầm lò ra làm hai loại: - Mỏ độc lập: Là một đơn vị sản xuất đảm nhận tất cả các quá trình sản xuất của mỏ hầm lò: (Mở vỉa, chuẩn bị, khai thác, sàng tuyển, sửa chữa thiết bị...). - Mỏ phụ thuộc: Là một đơn vị sản xuất chỉ đảm nhận một số khâu của quá trình sản xuất của mỏ hầm lò: (Mở vỉa, chuẩn bị, khai thác, nhưng có thể không sàng tuyển, sửa chữa thiết bị...). * Ruộng mỏ: Là toàn bộ khoáng sàng khi khoáng sàng có kích thước nhỏ, hoặc một phần khoáng sàng khi khoáng sàng có kích thước lớn do một mỏ hay một một khu độc lập của một mỏ đảm nhận khai thác. 1.1.1.2. Hình dáng, kích thước và ranh giới của ruộng mỏ + Hình dáng của ruộng mỏ phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất kiến tạo của khu vực. +200 +100 a) +0 -100 - 200 +200 +100 b) +0 -100 - 20 0 Hình 1-1. Hình dạng ruộng mỏ - Nếu địa hình bằng phẳng, thế nằm của vỉa ổn định cả theo phương và theo hướng dốc thì hình dạng của ruộng mỏ có hình chữ nhật các đường đẳng vách (đẳng trụ) là các đường thẳng song song và cách đều nhau như trên hình 1-1.a 11
- Nếu địa hình không bằng phẳng, thế nằm của vỉa không ổn định thì hình dạng của ruộng mỏ phức tạp, khác nhau như trên hình 1-1.b + Kích thước ruộng mỏ được xác định bằng các thông số: - Chiều dài theo phương của ruộng mỏ: Ký hiệu là S (m); chiều dài theo phương của ruộng mỏ có thể thay đổi từ vài trăm mét đến vài nghìn mét. - Chiều dài theo hướng dốc của ruộng mỏ kí hiệu là H (m) (kích thước từ biên giới phía trên đến biên giới phía dưới của ruộng mỏ). - Chiều sâu chôn vùi của vỉa than (biên giới phía dưới của ruộng mỏ). - Số lượng vỉa trong ruộng mỏ (nv). - Diện tích mặt đất được giao quyền sử dụng. Ranh giới của ruộng mỏ bao gồm giới hạn phía trên, giới hạn phía dưới và giới hạn theo phương của vỉa. Ngoài ra trên bản đồ địa chất của mỏ còn giới hạn các biên giới của ruộng mỏ theo các hướng Đông, Tây, Nam, Bắc và tọa độ của các mốc biên giới mỏ trên địa hình thực tế. Kích thước của ruộng mỏ được xác định dựa vào cấu tạo địa chất (các đứt gẫy kiến tạo), chi phí để khai thác một tấn than trên cơ sơ tối ưu hóa các kích thước ruộng mỏ. 1.1.2. Phân loại ruộng mỏ + Phân loại theo hình dáng của ruộng mỏ: +200 +100 GiÕng má a) +0 -100 - 20 0 +200 +100 b) +0 -100 GiÕng má - 20 0 Hình 1-2. Phân loại ruộng mỏ theo vị trí đường lò chính a) Ruộng mỏ hai cánh; b) Ruộng mỏ một cánh 12
- Khi khu vực địa hình bằng phẳng, không có phay phá, uốn nếp, góc dốc của vỉa ổn định cả theo phương và theo hướng dốc. Khi đó ruộng mỏ có dạng là hình chữ nhật vuông vắn, các đường phương của vỉa là các đường thẳng song song và cách đều nhau gọi. Ruộng mỏ như vậy được gọi là đơn giản như trên hình 1-1.a - Ngược lại khi ruộng mỏ có dáng là hình bất kỳ gọi là ruộng mỏ phức tạp như trên hình 1-1.b + Phân loại theo số vỉa trong ruộng mỏ: - Nếu trong ruộng mỏ chỉ có một vỉa gọi là vỉa đơn. - Nếu trong ruộng mỏ có nhiều hơn một vỉa gọi là cụm vỉa. + Phân loại theo vị trí đường lò chính bố trí trong ruộng mỏ: - Nếu vị trí đường lò mở vỉa chính bố trí ở khu vực trung tâm theo phương của ruộng mỏ và được khai thác ở hai phía của đường lò chính gọi là ruộng mỏ hai cánh như trên hình 1-2.a - Nếu vị trí đường lò mở vỉa chính bố trí ở về một phía theo phương của ruộng mỏ gọi là ruộng mỏ một cánh như trên hình 1-2.b 1.2. Trữ lƣợng - Tổn thất - Sản lƣợng - Tuổi mỏ 1.2.1. Trữ lƣợng 1.2.1.1. Khái niệm Trữ lượng địa chất (Zđc; tấn): Là khối lượng khoáng sản có ích (than) nằm trong lòng đất bên trong biên giới của ruộng mỏ; nó được xác định trên cơ sở từ kết quả quá trình thăm dò địa chất và là tài liệu rất quan trọng để thiết kế khai thác mỏ, xác định quy mô sản xuất, thời gian tồn tại của mỏ... 1.2.1.2. Phân loại - Phân cấp trữ lượng Dựa vào điều kiện kinh tế - kỹ thuật, trữ lượng địa chất được chia ra làm hai loại: - Trữ lượng trong bảng cân đối: Là trữ lượng thỏa mãn các yêu cầu về tiêu chuẩn công nghiệp và điều kiện kinh tế - kỹ thuật hiện tại khai thác đem lại lợi nhuận. - Trữ lượng ngoài bảng cân đối: Là trữ lượng chưa thỏa mãn các yêu cầu về tiêu chuẩn công nghiệp và điều kiện kinh tế - kỹ thuật hiện tại chưa cho phép khai thác; khai thác chưa có lãi (chiều dày, góc dốc, độ tro, nhiệt lượng, chiều sâu chôn vùi...). Giữa trữ lượng trong bảng cân đối và ngoài bảng cân đối có quan hệ mật thiết với nhau; nghĩa là khi có điều kiện kỹ thuật công nghệ phát triển... trữ lượng ngoài bảng cân đối sẽ được nghiên cứu và đưa vào trong bảng cân đối để huy động khai thác. * Dựa vào mức độ chi tiết của các công trình thăm dò, trữ lượng địa chất được phân thành bốn cấp: - Trữ lượng cấp A: Là trữ lượng chính xác đã được thăm dò tỷ mỷ bằng các công trình hào, hố, giếng, lò, lỗ khoan... Qua đó đã hiểu một cách chính xác về số lượng, chất lượng, các yếu tố thế nằm của khoáng sản trong một phạm vi nhất định. - Trữ lượng cấp B: Là trữ lượng có mức độ chính xác kém hơn trữ lượng cấp A, vì các công trình thăm dò thưa hơn nên chỉ biết thế nằm của vỉa, sơ bộ đánh giá được số lượng, chất lượng khoáng sản, chưa đánh giá được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để yêu cầu khai thác. 13
- Trữ lượng cấp C1: Là trữ lượng được xác định trên cơ sở thăm dò bằng các hào, hố lẻ tẻ hoặc từ các bản đồ địa chất mà suy đoán ra thế nằm của vỉa, số lượng, chất lượng khoáng sản chỉ biết một cách khái quát. - Trữ lượng cấp C2: Là trữ lượng không chắc chắn chủ yếu dựa vào các tài liệu địa chất đã có rồi nội suy. Trữ lượng C2 chỉ dùng để tham khảo khi thiết kế. Mới đây Bộ Tài nguyên và Môi trường Ban hành“Quy định số: 06/2006/QĐ- BTNMT (Hà Nội; ngày 07 tháng 6 năm 2006) về Phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn”, được tóm tắt như sau: Giải thích từ ngữ: 1. Tài nguyên khoáng sản rắn là những tích tụ tự nhiên của các khoáng chất rắn bên trong hoặc trên bề mặt vỏ trái đất, có hình thái, số lượng và chất lượng đáp ứng những tiêu chuẩn tối thiểu để có thể khai thác, sử dụng một hoặc một số loại khoáng chất từ các tích tụ này đem lại hiệu quả kinh tế tại thời điểm hiện tại hoặc tương lai. Tài nguyên khoáng sản rắn được chia thành: Tài nguyên khoáng sản rắn xác định và tài nguyên khoáng sản rắn dự báo. 2. Tài nguyên khoáng sản rắn xác định là tài nguyên khoáng sản rắn đã được đánh giá, khảo sát, thăm dò xác định được vị trí, diện phân bố, hình thái, số lượng, chất lượng, các dấu hiệu địa chất đặc trưng với mức độ tin cậy nghiên cứu địa chất từ chắc chắn đến dự tính. 3. Tài nguyên khoáng sản rắn dự báo là tài nguyên khoáng sản rắn được dự báo trong quá trình điều tra cơ bản địa chất về tài nguyên khoáng sản trên cơ sở các tiền đề và dấu hiệu địa chất thuận lợi cho thành tạo khoáng sản với độ tin cậy từ suy đoán đến phỏng đoán. 4. Trữ lượng khoáng sản rắn là một phần của tài nguyên khoáng sản rắn xác định đã được thăm dò và việc khai thác, chế biến chúng sẽ mang lại hiệu quả kinh tế trong những điều kiện thực tiễn tại thời điểm tính trữ lượng. Phân loại trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn: 1. Trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn được phân loại trên cơ sở phối hợp của 3 nhóm thông tin: a) Mức độ hiệu quả kinh tế được phân làm 3 mức: Có hiệu quả kinh tế, có tiềm năng hiệu quả kinh tế và chưa rõ hiệu quả kinh tế. b) Mức độ nghiên cứu khả thi được phân làm 3 mức: Nghiên cứu khả thi, nghiên cứu tiền khả thi và nghiên cứu khái quát. c) Mức độ nghiên cứu địa chất được phân làm 4 mức có độ tin cậy khác nhau: Chắc chắn, tin cậy, dự tính và dự báo. 2. Cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn có tên gọi theo mã số gồm 3 chữ số. Trong đó: a) Chữ số đầu thể hiện mức độ hiệu quả kinh tế: Số 1 - Có hiệu quả kinh tế; số 2 - Có tiềm năng hiệu quả kinh tế và số 3 - Chưa rõ hiệu quả kinh tế. b) Chữ số thứ hai thể hiện mức độ nghiên cứu khả thi: Số 1 - Nghiên cứu khả thi; số 2 - Nghiên cứu tiền khả thi; số 3 - Nghiên cứu khái quát. 14
c) Chữ số thứ ba thể hiện mức độ tin cậy nghiên cứu địa chất: Số 1 - Chắc chắn; số 2 - Tin cậy; số 3 - Dự tính; số 4 - Dự báo. Đối với mức dự báo phân thành 2 phụ mức: Suy đoán (ký hiệu là a) và phỏng đoán (ký hiệu là b). Phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn: Tài nguyên khoáng sản rắn được phân làm 2 nhóm: Tài nguyên khoáng sản rắn xác định và tài nguyên khoáng sản rắn dự báo. Bảng 1-1. Phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn Mức độ Dự báo nghiên cứu địa chất Chắc chắn Tin cậy Dự tính Mức độ Phỏng Suy đoán hiệu quả đoán kinh tế Trữ lượng 111  Có hiệu quả kinh tế Trữ lượng Trữ lượng 121 122   Tài nguyên 211 Có tiềm năng hiệu  quả kinh tế Tài nguyên Tài nguyên 221 222   Tài nguyên Tài nguyên Tài nguyên Tài Tài Chưa rõ hiệu quả 332 333 nguyên nguyên 331 kinh tế    334a 334b 1. Nhóm tài nguyên khoáng sản rắn xác định phân thành 2 loại: Trữ lượng và tài nguyên. a) Loại trữ lượng được phân thành 3 cấp: - Cấp trữ lượng 111; - Cấp trữ lượng 121; - Cấp trữ lượng 122. 15
b) Loại tài nguyên được phân thành 6 cấp: - Cấp tài nguyên 211; - Cấp tài nguyên 221; - Cấp tài nguyên 222; - Cấp tài nguyên 331; - Cấp tài nguyên 332; - Cấp tài nguyên 333. 2. Nhóm tài nguyên khoáng sản rắn dự báo phân thành 2 cấp: - Cấp tài nguyên 334a; - Cấp tài nguyên 334b.  - Nghiên cứu khả thi.  - Nghiên cứu tiền khả thi.  - Nghiên cứu khái quát. Kèm theo Quyết định số: 06/2006 có Phụ lục “Hướng dẫn chuyển đổi cấp trữ lượng và cấp tài nguyên” từ cấp A, B, C1 và C2 về các cấp trữ lượng phân theo Quy định trong Quyết định số: 06/2006/QĐ-BTN&MT . 1.2.1.3. Phương pháp tính trữ lượng Với các vỉa than có cấu trúc, cấu tạo đơn giản người ta thường dùng phương pháp khối địa chất để tính trữ lượng cho ruộng mỏ. Thực chất của phương pháp này là tính thể tích các khối này và nhân với trọng lượng thể tích của than. Nếu gọi Zđc là trữ lượng địa chất của ruộng mỏ ta có: - Trường hợp vỉa đơn trữ lượng địa chất tính theo công thức: Zđc = V.  ; tấn (1-1) 3 Trong đó: V - Thể tích của vỉa than, m  - Trọng lượng thể tích của than, tấn/m3 Khi vỉa than nằm nghiêng: V = S.H.mtb ; m3 (1-2) Trong đó: S- Chiều dài theo phương của vỉa than, m H - Chiều dài theo hướng dốc của vỉa than, m mtb - Chiều dày trung bình của vỉa than, m. m1  m2  ....  mn 1 nct m tb   m ; m i (1-3) n nct ct 1 Trong đó: m1, m2, ..., mn- Chiều dày vỉa xác định qua các công trình thăm dò; m nct - Số công trình thăm dò. Zđc = S.H.mtb.; tấn (1-4) Hay: Zđc = S.H.p ; tấn (1-5) 16
p = mtb. ; tấn/ m2 (trữ lượng trên một đơn vị diện tích vỉa than). - Trường hợp cụm vỉa: Khi ruộng mỏ có nv vỉa thì trữ lượng địa chất của ruộng mỏ bằng tổng trữ lượng của các vỉa cộng lại: n Zđc = Zđc1 + Zđc2 + Zđc3+... +Zđci +...+ Zđcn = Z i 1 đci ; tấn (1-6) nv - Số vỉa trong ruộng mỏ 1.2.1.4. Vai trò của trữ lượng mỏ Trữ lượng mỏ là một thông số rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến thời gian tồn tại của mỏ, sản lượng hàng năm của mỏ và quy mô khai thác mỏ, vốn đầu tư xây dựng cơ bản và hiệu quả sử dụng vốn đầu tư. Độ chính xác của trữ lượng đảm bảo cho quá trình khai thác ổn định và tránh được rủi ro trong quá trình khai thác sau này. Để tiến hành thiết kế xây dựng mỏ mới, cải tạo và mở rộng mỏ đang hoạt động, phải xuất phát từ trữ lượng trong bảng cân đối của ruộng mỏ. Trữ lượng này phải được Hội đồng trữ lượng Quốc gia phê duyệt. Theo quy định trước đây trữ lượng trong bảng cân đối bao gồm các cấp A, B, C1 và được chia thành hai nhóm cho phép thiết kế mỏ. - Nhóm 1: Khoáng sàng có cấu tạo đơn giản. Trữ lượng này được lập dự án khai thác khi trữ lượng cấp (A+B)  50%.(A + B + C1), trong đó trữ lượng cấp A phải lớn trên 20%. - Nhóm 2: Khoáng sàng có cấu tạo địa chất phức tạp, loại này được lập dự án khai thác khi trữ lượng cấp B  50%.(A + B + C1). Đối với các mỏ than: than có cấu tạo dạng vỉa được xếp vào nhóm 1 (khoáng sàng có cấu tạo đơn giản). Hiện nay để quản lý chặt chẽ tài nguyên khoáng sản, Nhà nước đã giao các khu vực có cấp trữ lượng C1, C2 cho các mỏ quản lý và khai thác. Để đảm bảo khai thác các khu vực này có hiệu quả việc thăm dò bổ xung để nâng cấp trữ lượng đối với các mỏ là rất cần thiết, ngoài ra trong quá trình đào lò chuẩn bị việc cập nhật các yếu tố địa chất cũng là một nguồn tài liệu rất tốt để nâng cấp trữ lượng cho ruộng mỏ 1.2.2. Tổn thất - Sản lƣợng và Tuổi mỏ 1.2.2.1. Tổn thất Trong quá trình khai thác người ta không thể lấy hết toàn bộ trữ lượng trong bảng cân đối của ruộng mỏ. Vì vậy, phần trữ lượng trong bảng cân đối còn lại nằm trong lòng đất không khai thác được gọi là tổn thất. Tổn thất được chia làm hai loại: + Tổn thất chung của mỏ (gọi là tổn thất vĩnh viễn): Là trữ lượng để lại làm trụ bảo vệ các công trình trên mặt địa hình trong phạm vi của ruộng mỏ, các trụ bảo vệ các đường lò mở vỉa, các trụ bảo vệ biên giới mỏ, trụ bảo vệ xung quanh các đới phá huỷ địa chất (bên cạnh các phay phá), trụ bảo vệ dưới các vùng ao, hồ, sông, suối... Lượng tổn thất này không thể tận thu (khấu vét) khi kết thúc khai thác ruộng mỏ. 17
+ Tổn thất khai thác: Là những tổn thất phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống khai thác, phương pháp khấu than, chiều dày của vỉa, trình độ kỹ thuật công tác mỏ, tổn thất khi để lại trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị, tổn thất trong quá trình vận tải... Để đánh giá mức độ khai thác trữ lượng khoáng sản có ích người ta sử dụng hệ số khai thác (C) đặc trưng cho mức độ tổn thất, giá trị của hệ số này phụ thuộc vào các điều kiện địa chất mỏ và nó được dao động trong phạm vi rộng. Khi thiết kế có thể lấy sơ bộ giá trị hệ số này như sau: - Đối với vỉa mỏng: C = 0,9  0,92 - Đối với vỉa dày trung bình: C = 0,85  0,88 - Đối với vỉa dốc thoải: C = 0,82  0,85 - Đối với vỉa dốc đứng: C = 0,75  0,8 Bởi vậy, khi thiết kế người ta sử dụng một trữ lượng nhỏ hơn trữ lượng địa chất trong bảng cân đối và được gọi là trữ lượng công nghiệp (ZCN). ZCN = Zđc.C ; tấn. (1-7) Trong đó: Zđc - Trữ lượng địa chất trong bảng cân đối, tấn. C - Hệ số khai thác trữ lượng. Hệ số C là tỷ lệ phần khối lượng khoáng sản của trữ lượng trong bảng cân đối có thể khai thác được và được tính theo công thức: Z CN C= (1-8) Z đc 1.2.2.2. Sản lượng và tuổi mỏ Sản lượng của mỏ là: Khối lượng khoáng sản có ích của một xí nghiệp mỏ khai thác được trong một đơn vị thời gian (tháng, quý, năm hay kỳ kế hoạch). Sản lượng hàng năm của mỏ còn được gọi là Công suất của mỏ; (tấn/năm). Sản lượng của mỗi mỏ đóng góp vào tổng sản lượng khai thác than của đất nước nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân. Hiện nay ở nước ta hàng năm đang tiêu thụ một khối lượng đáng kể trên tổng sản lượng than khai thác được. Công suất thiết kế (sản lượng hàng năm) của mỏ có ảnh hưởng rất lớn tới các tham số mỏ như: Sơ đồ mở vỉa, phương pháp chuẩn bị, hệ thống khai thác, công nghệ khai thác, hệ thống vận tải, thông gió, sơ đồ công nghệ trên mặt mỏ...và vốn đầu tư xây dựng cơ bản. Hiệu quả sử dụng, thời hạn thu hồi vốn đầu tư và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ. Tuổi mỏ: Là thời gian tồn tại của một xí nghiệp mỏ kể từ khi vào khai thác đảm bảo công suất thiết kế cho đến khi khai thác hết trữ lượng công nghiệp của ruộng mỏ. Như vậy giữa sản lượng và tuổi mỏ có mối quan hệ tỷ lệ nghịch và chúng đều là những thông số rất quan trọng trong công tác thiết kế mỏ. Tuổi mỏ được tính theo công thức: Z CN T= ; năm (1-9) A 18
Trong đó: ZCN - Trữ lượng công nghiệp của mỏ, tấn. A- Sản lượng hàng năm (Công suất) của mỏ; tấn/năm. Để đảm bảo sản xuất có hiệu quả cao nhất, cần phải xác định sản lượng mỏ tối ưu (sản lượng đảm bảo khi khai thác có giá thành một tấn sản phẩm là nhỏ nhất), đây là một bài toán phức tạp và có thể xác định nó theo các phương pháp sau đây: - Phương pháp thống kê: Căn cứ vào số liệu thống kê về quan hệ giữa sản lượng mỏ và giá thành khai thác một tấn than của một loạt các xí nghiệp đã và đang sản xuất ổn định có cùng một điều kiện, người ta đưa các số liệu này lên đồ thị và tìm cực trị của nó nhờ các phương trình toán học gần đúng. - Phương pháp phương án: Dựa trên trữ lượng công nghiệp của ruộng mỏ người ta tiến hành thiết kế mỏ với nhiều giá trị công suất khác nhau (mỗi phương án ứng với một giá trị công suất mỏ). So sánh các phương án với nhau về phương diện kinh tế và lựa chọn được phương án có chi phí giá thành khai thác một tấn than nhỏ nhất để áp dụng. - Phương án giải tích: Người ta thiết lập mối quan hệ giữa công suất mỏ và các chi phí bằng các phương trình toán học và tiến hành giải các phương trình này để tìm ra công suất tối ưu của mỏ. Theo giáo sư: P.Z. Dviagin công suất tối ưu của mỏ được xác định theo công thức: C1 2  E.K 1' Ao  ; tấn/năm (1-10) C1  K .E.K 2 Z CN Trong đó: C1, K, K1‟, K2- Các hệ số tính toán theo các số liệu thống kê của các mỏ đang sản xuất. E- Hệ số hiệu quả tương đối của vốn đầu tư sản xuất cơ bản, E = 0,1 - Hệ số cố định phụ thuộc vào sản lượng lò chợ. Như vậy tuổi mỏ tối ưu của mỏ (To) được xác định: Z CN To = ; năm (1-11) Ao Thời gian tồn tại thực tế của mỏ cần phải kể đến thời gian xây dựng cơ bản đưa mỏ vào sản xuất cho đến khi đạt công suất thiết kế (t1) và thời gian khấu vét (t2). Do đó thời gian tồn tại thực tế của mỏ là: Tm= To + t1 + t2 ; năm (1-12) Theo quy định của Liên Xô cũ, thời gian xây dựng cơ bản đưa mỏ vào sản xuất cho đến khi đạt công suất thiết kế (t1) và thời gian khấu vét (t2) được tính như sau: Thời gian xây dựng cơ bản đưa mỏ vào sản xuất cho đến khi đạt công suất thiết kế (t1) được quy định theo công suất (quy mô của mỏ) như sau: Khi công suất mỏ Am = (0,6  1,2). 106 ; tấn/năm thì t1  2năm Khi công suất mỏ Am = (1,2  3). 106 ; tấn/năm thì t1  3năm Khi công suất mỏ Am  3.106 ; tấn/năm thì t1  5năm 19
Đối với các mỏ khai thác ở độ sâu trên 800 mét, thì t1 xác định theo thiết kế (trong lịch trình thi công các công trình mỏ). Thời gian khấu vét (t2): Thời gian khấu vét t2 được lấy bằng 20% thời gian khai thác tầng (hay mức) dưới cùng, tức là ở các vỉa thoải t2  2  3 năm; ở các vỉa dốc đứng t2  1  2 ; năm. Theo kinh nghiệm của các nước, thời gian tồn tại của mỏ dài hay ngắn phụ thuộc vào công suất mỏ: Công suất mỏ nhỏ hơn 1,2.106 tấn/năm thì thời gian tồn tại của mỏ không dưới 25  50 năm. Công suất mỏ lớn hơn 1,2.106 tấn/năm thì thời gian tồn tại của mỏ phải lớn hơn 40  50 năm. Ở Việt Nam trong “Quy phạm K thuật Khai thác Hầm lò than và diệp thạch 18 - TCN - 5 – 2006 phân loại mỏ như sau: Điều 14 mỏ được phân loại theo công suất thiết kế như sau: 1. Loại lớn: Từ 1000000 tấn/năm trở lên 2. Loại trung bình: Từ 500000  1000000 tấn/năm 3. Loại nhỏ: Dưới 500000 tấn/năm. Điều 15. Tuổi thọ thiết kế mỏ được xác định tối thiểu như sau: 1. Loại lớn: 20 năm 2. Loại trung bình: 15 năm 3. Loại nhỏ: 7 năm 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... Sản lượng hàng năm của mỏ có thể xác định theo công thức: An  K t K v  K s  Z CN md .K a ; tấn/năm (1-13) mt 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. mđ- 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 lò chợ và điều kiện khai thác của các gương lò chợ. 1.3. Các phƣơng pháp chuẩn bị ruộng than 20