Giáo trình Tối ưu thiết kế mỏ hầm lò: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 của giáo trình "Tối ưu thiết kế mỏ hầm lò" cung cấp cho học viên những kiến thức về: khái quát chung trong thiết kế mỏ; các phương pháp nghiên cứu thiết kế mỏ; xác định các tham số chi phí chính của mỏ;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Tối ưu thiết kế mỏ hầm lò: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS. Phạm Đức Thang TS. Tạ Văn Kiên GIÁO TRÌNH TỐI ƯU THIẾT KẾ MỎ HẦM LÒ DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ CAO HỌC QUẢNG NINH – 2021 1
Trang phụ bìa 2
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “ Nguyên lý Thiết kế mỏ Hầm lò” dùng cho đào tạo bậc Cao học chuyên ngành Khai thác mỏ tại trường Đại học Công Nghiệp Quảng Ninh, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học chuyên ngành Khai thác mỏ, các kĩ sư khai thác mỏ và sinh viên các chuyên ngành khác có liên quan. Đối tượng nghiên cứu chủ yếu của giáo trình là các khoáng sàng dạng vỉa. Trong quá trình biên soạn đã bám sát vào chương trình đào tạo, đề cương chi tiết của học phần đã được phê duyệt. Trong quá trình biên soạn đã tham khảo ý kiến góp ý của các giảng viên với kinh nghiệm nhiều năm đào tạo và tham gia giảng dạy học phần này, đã tham khảo ý kiến của các chuyên gia giàu kinh nghiệm trong thực tế và tham khảo các tài liệu của những tác giả đã nghiên cứu trước đó ở trong và ngoài nước, các tài liệu thiết kế mỏ của Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, phòng Kỹ thuật Khai thác của các Công ty mỏ và cập nhật các Văn bản, Thông tư hướng dẫn mới nhất của Cơ quan có thẩm quyền quản lý Nhà nước trong lĩnh vực khai thác mỏ. Nội dung chính của giáo trình gồm có 4 chương: Chương 1: Khái quát chung về thiết kế mỏ Chương 2: Các phương pháp nghiên cứu Thiết kế mỏ Chương 3: Xác định các tham số chi phí chính của mỏ Chương 4: Xác định các tham số cơ bản của mỏ Chương 5: Thiết kế khu khai thác Chương 6: Lựa chọn và thiết kế sân ga hầm trạm Để hoàn thành giáo trình này chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến các giảng viên trong Bộ môn Khai thác hầm lò và các giảng viên đã tham gia giảng dạy học phần. Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót về nội dung, cấu trúc, quan điểm khoa học, chế bản và ấn loát, rất mong nhận được sự đóng góp của các bạn đọc để được chỉnh biên, sửa chữa trong lần tái bản về sau được hoàn chỉnh hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp thu ý kiến góp ý hữu ích của các bạn đọc! Quảng Ninh, ngày 30 tháng 05 năm 2021 Nhóm tác giả 3
BÀI MỞ ĐẦU 1. Mục đích ý nghĩa của thiết kế mỏ Kết quả công tác điều tra, đánh giá, thăm dò khoáng sản đã thực hiện đến nay cho thấy nước ta có nguồn tài nguyên khoáng sản khá đa dạng và phong phú với trên 5000 mỏ, điểm quặng của trên 63 loại khoáng sản khác nhau; có một số loại khoáng sản quy mô trữ lượng đáng kể, tầm cỡ thế giới, có ý nghĩa chiến lược và là nguồn lực để phát triển kinh tế - xã hội đất nước. Công nghiệp khai khoáng Việt Nam hình thành từ cuối thế kỷ 19 do Pháp khởi xướng. Năm 1955, Việt Nam bắt đầu tiếp quản, duy trì, phát triển các cơ sở khai thác và chế biến khoáng sản. Đối với một số loại khoáng sản quan trọng và có tiềm năng lớn, Chính phủ đã giao cho một số doanh nghiệp nhà nước đảm nhận vai trò nòng cốt trong khai thác theo mô hình kinh tế định hướng xã hội chủ nghĩa. Cụ thể như, khai thác và chế biến dầu khí giao Tập đoàn Dầu khí Việt Nam; khai thác và chế biến than và các khoáng sản khác giao cho Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin); khai thác và chế biến khoáng sản hoá chất (apatit) chủ yếu giao cho Tập đoàn Hoá chất Việt Nam; khai thác, chế biến quặng sắt chủ yếu do Tổng công ty Thép Việt Nam và Tập đoàn Vinacomin thực hiện; khai thác, chế biến vật liệu xây dựng chủ yếu giao cho Tổng công ty Xi măng Việt Nam và các doanh nghiệp ngành xây dựng, giao thông vận tải thực hiện (ngành khoáng sản vật liệu xây dựng do Bộ Xây dựng quản lý). Công nghiệp khai khoáng là một ngành quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, trình độ kỹ thuật công nghệ và hiệu quả kinh tế của nó ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của các ngành khác. Chỉ tính riêng về than, trong những năm gần đây chiếm một tỷ trọng khá lớn trong cân bằng năng lượng quốc gia. Ngoài ra, than còn làm nguyên liệu cho một số ngành sản xuất khác, làm chất đốt cho sinh hoạt của nhân dân và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng để thu về nguồn ngoại tệ khá lớn. Từ hoà bình lập lại đến nay, Đảng và Nhà nước rất chú trọng tới sự phát triển của ngành công nghiệp khai khoáng, về cơ bản đã làm thay đổi được bộ mặt lạc hậu của ngành công nghiệp mỏ. Hiện nay việc thiết kế, xây dựng và quá trình sản xuất của ngành công nghiệp mỏ nói chung và ngành than nói riêng vẫn chưa đáp ứng được với yêu cầu phát triển của ngành kinh tế quốc dân, vì vậy cần phải tiếp tục đổi mới và 4
có những chính sách cụ thể để thúc đẩy nhanh chóng sự phát triển ngành công nghiệp mỏ của nước ta trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân. Nhiệm vụ của ngành công nghiệp mỏ là phải liên tục nâng cao mức độ cơ giới hoá, tự động hoá dây truyền công nghệ khai thác, giảm giá thành khai thác, tăng năng suất lao động, tăng cường công tác nghiên cứu khoa học, áp dụng các kỹ thuật và công nghệ tiến tiến, xác định phương hướng kỹ thuật, đầu tư trọng điểm có hiệu quả. Đồng thời đẩy mạnh công tác thiết kế mỏ, nâng cao chất lượng thiết kế cũng có tác dụng rất lớn nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp mỏ. Chất lượng công tác thiết kế mỏ có vai trò quan trọng, quyết định hiệu quả của vốn đầu tư. Trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư, chất lượng thiết kế mỏ quyết định việc sử dụng vốn đầu tư tiết kiệm, hợp lý, kinh tế. Nếu chất lượng của công tác thiết kế mỏ trong giai đoạn này không tốt dễ dẫn đến việc lãng phí vốn đầu tư, ảnh hưởng đến các giai đoạn thiết kế sau bởi các giai đoạn thiết kế sau đều được phát triển trên cơ sở các thiết kế trước đó. Trong giai đoạn thực hiện đầu tư, chất lượng công tác thiết kế có ảnh hưởng lớn đến chất lượng công trình tốt hay không tốt, an toàn hay không an toàn, tiết kiệm hay lãng phí, điều kiện thi công thuận lợi hay khó khăn, tiến độ thi công nhanh hay chậm…. Giai đoạn này công tác thiết kế được coi có vai trò quan trọng nhất trong các giai đoạn của quá trình đầu tư. Trong giai đoạn thực hiện khai thác dự án, chất lượng thiết kế có vai trò chủ yếu quyết định việc khai thác, sử dụng công trình an toàn, thuận lợi hay nguy hiểm khó khăn; chất lượng công trình tốt hay xấu; giá thành công trình cao hay thấp; tuổi thọ công trình có đảm bảo yêu cầu đề ra trong dự án không. Tóm lại, thiết kế xây dựng là khâu quan trọng hàng đầu trong hoạt động đầu tư xây dựng. Nó có vai trò chú yếu quyết định hiệu quả kinh tế – xã hội của dự án đầu tư khai thác mỏ. Đồng thời thiết kế mỏ góp phần tạo ra môi trường mới, một không gian thoả mãn yêu cầu sản xuất và an toàn đối với môi trường xung quanh. Khi xây dựng một mỏ mới, cải tạo và mở rộng một mỏ đang hoạt động hay chuẩn bị một mức khai thác mới, một khu khai thác mới trong mỏ đều phải tiến hành thiết kế. Thiết kế mỏ là khâu trước tiên và là yếu tố quan trọng để tiến hành xây dựng mỏ. Tính tiên tiến và hiệu quả kinh tế của thiết kế mỏ gắn liền với mức độ 5
cơ giới hoá, trang bị kỹ thuật, tổ chức sản xuất và hiệu quả kinh tế khai thác của mỏ. Tuy nhiên cơ sở lý thuyết và phương pháp luận khoa học của thiết kế mỏ cũng có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Cơ sở lý thuyết để giải những bài toán phức tạp trong thiết kế mỏ không chỉ cho phép tìm được các lời giải tiên tiến, mà còn tìm ra được lời giải tối ưu. Thiết kế mỏ trực tiếp phản ánh đường lối, chủ trương phát triển kinh tế quốc dân, phương hướng Chính sách cụ thể và phát triển ngành công nghiệp mỏ của Đảng và Nhà nước. Thiết kế mỏ trực tiếp quyết định qui mô sản xuất, mức độ trang bị kỹ thuật, mức độ tiên tiến của các sơ đồ công nghệ và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ. Thiết kế mỏ trực tiếp ảnh hưởng tới việc sử dụng hợp lý vốn đầu tư. Thiết kế mỏ còn trực tiếp ảnh hưởng tới việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên của đất nước, vừa phải xét tới việc sử dụng tài nguyên hiện tại, vừa phải xét tới yêu cầu phát triển lâu dài của nền kinh tế quốc dân. Do vậy: Thiết kế mỏ có ý nghĩa hết sức quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển ngành công nghiệp mỏ của đất nước. 2. Nội dung của thiết kế mỏ Để có thể xây dựng một mỏ mới, cải tạo và mở rộng một mỏ đang hoạt động trước hết đều phải lập các thiết kế mỏ mới hoặc điều chỉnh thiết kế mỏ cho phù hợp. Thiết kế xây dựng hay cải tạo và mở rộng một mỏ là tổ hợp các giải pháp kỹ thuật và các bản vẽ về mở vỉa, chuẩn bị, hệ thống và công nghệ khai thác, xây dựng nhà và các công trình trên sân công nghiệp và trong lòng đất, các sơ đồ công nghệ: vận tải (khoáng sản, đá thải, thiết bị, vật liệu...), thông gió, thoát nước, cung cấp năng lượng, bảo vệ môi trường, tổ chức lao động, tổ chức sản xuất và hạch toán kinh tế. Do quy mô rộng lớn và kết cấu phức tạp của mỏ cho nên khi thiết kế người ta coi mỏ là một hệ thống gồm nhiều các khâu công nghệ khác nhau. Nó bao gồm các yếu tố công nghệ có các tác dụng khác nhau được thống nhất trong kết cấu chỉnh thể: các đường lò mở vỉa, chuẩn bị, khai thác, hệ thống thông gió, hệ thống vận tải, thoát nước, cung cấp năng lượng, các khâu trong tổ hợp công nghệ trên sân công nghiệp mỏ.... Hoạt động của mỏ được duy trì và xác định nhờ mối liên hệ về công 6
nghệ và thông tin giữa các khâu. Các mối liên hệ này đều mang tính hai chiều. Sự phá vỡ chế độ ở bất kỳ một khâu nào đều ảnh hưởng đến các khâu khác và tất nhiên sẽ làm phá vỡ chế độ công nghệ chuẩn của mỏ. Các yếu tố hợp thành của công nghệ mỏ dù rất đa dạng từ các khâu: Mở vỉa, chuẩn bị, khai thác, vận tải, thông gió, thoát nước, cung cấp năng lượng... nhưng đều có chung mục đích đó là: Đảm bảo khai thác với sản lượng lớn nhất, tiết kiệm tài nguyên, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị với các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật tốt nhất. Giải các bài toán của thiết kế mỏ luôn gắn liền với vấn đề tối ưu, tức là tìm ra những lời giải thiết kế tốt nhất, lựa chọn một trong các sơ đồ công nghệ khả thi, chọn một trong các giá trị của các tham số. Tính tiên tiến và tính kinh tế của sự hoạt động và phát triển của các mỏ trong tương lai hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ xem xét những thành tựu khoa học kỹ thuật công nghệ mỏ mới nhất trong các bản thiết kế. Nội dung chính trong một thiết kế mỏ là thiết kế các công trình hầm lò: thiết kế mở vỉa, thiết kế khai thác, thiết kế các hạng mục công trình, thiết kế các khâu công nghệ vận tải, thông gió, thoát nước. Thiết kế các bộ phận khác được tiến hành trên cơ sở thiết kế các công trình hầm lò, nhưng chúng lại có liên hệ mật thiết với nhau. Khi thiết kế các công trình hầm lò cần phải xét tới yêu cầu và khả năng của các bộ phận khác, năng lực của các khâu liên quan. 3. Yêu cầu của các thiết kế mỏ - Bất kỳ một bản thiết kế nào cũng phải phù hợp với những nguyên tắc cơ bản sau: + Đảm bảo các quy định của chính sách khoa học công nghệ của Nhà nước, đồng thời phải có những căn cứ khoa học biện chứng; + Tuân thủ tiêu chuẩn áp dụng, quy chuẩn kĩ thuật, quy định của pháp luật về khai thác khoáng sản; + Sản xuất phải mang tính ưu việt về kỹ thuật, có lợi về mặt kinh tế (đảm bảo đầu tư ít, năng suất lao động cao, giá thành hạ, hiệu quả kinh tế cao... ); + Đối với các dự án có nhiều giai đoạn thì thiết kế phải đảm bảo tính liên tục và liền mạch; 7
+ Sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên quý báu của đất nước gắn với bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Với khai thác mỏ tài nguyên khoáng sản không thể tái tạo được nên cần phải khai thác và sử dụng sao cho có hiệu quả nhất. - Muốn đảm bảo các nguyên tắc trên, trong quá trình thiết kế mỏ yêu cầu phải chú ý tới: + Xác định đúng và lựa chọn đúng các tham số cơ bản của mỏ: Công suất, tuổi mỏ, sơ đồ mở vỉa, hệ thống và công nghệ khai thác. + Xác định và lựa chọn đúng và phù hợp các thiết bị cơ điện mỏ, các thiết bị cơ giới hoá đồng bộ các quá trình sản xuất, đồng thời với thiết bị tự động hoá, điều khiển từ xa, thông tin, tín hiệu. + Lựa chọn được hệ thống tổ chức sản xuất hợp lý. + Bố trí nhiều mỏ thành một cụm mỏ hoặc vùng mỏ có liên quan với nhau về phân bố tài nguyên, giao thông vận tải, cung cấp điện nước, nhà máy sàng tuyển, nhà máy sửa chữa cơ khí mỏ, các công trình văn hoá phúc lợi, các công trình phụ trợ. 8
Chương 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THIẾT KẾ MỎ 1.1. Những thông tin cần thiết cho thiết kế mỏ Khi thiết kế xây dựng mỏ mới hoặc cải tạo một mỏ cần phải dựa vào các nguồn thông tin ban đầu đặc trưng cho sự hình thành của một xí nghiệp hoặc doanh nghiệp khai thác mỏ. Tính khách quan của các kết quả thu được phụ thuộc rất nhiều vào mức độ chuẩn xác của các tư liệu ban đầu, nó là tiền đề để phân tích, tính toán và lập phương án thiết kế. Từ các nguồn thông tin ban đầu để người làm công tác thiết kế có được cách tiếp cận và tiếp nhận thông tin để có thể phân cấp và tổ chức các thông tin, tài liệu thiết kế một cách khoa học và hiệu quả. Các thông tin ban đầu cần thiết cho thiết kế mỏ thường được phân thành ba loại: Các thông tin về điều kiện mỏ - địa chất, các thông tin về điều kiện kỹ thuật sản xuất và công nghệ và các thông tin về kinh tế - xã hội. 1.1.1. Các thông tin về điều kiện mỏ - địa chất Các thông tin về điều kiện mỏ - địa chất phục vụ cho thiết kế mỏ bao gồm: Vị trí địa lý, địa hình, đặc điểm chung của khai trường, kích thước theo phương, theo hướng dốc, trữ lượng địa chất của ruộng mỏ, chiều sâu khai thác, số lượng và vị trí khoáng sản, các lớp đá kẹp, độ chứa nước; đặc điểm các yếu tố về sản trạng của các vỉa than: Chiều dày, góc dốc, khoảng cách giữa các vỉa, độ chứa khí tự nhiên, độ chứa nước, chất bốc, thành phần của than, độ tro, lực kháng cắt, tính tự cháy của than, độ chứa khí mê tan, mức độ nguy hiểm về phụt khí; các tư liệu về đá vây quanh: Thành phần thạch học, độ kiên cố, chiều dày của đá vách, trụ (trực tiếp và cơ bản ). Các thông tin về điều kiện mỏ - địa chất, đơn vị đo, ký hiệu và phạm vi áp dụng chúng được thể hiện như sau: 1. Số các vỉa than trong ruộng mỏ (n v): Dùng để xác định trữ lượng công nghiệp, công suất mỏ, sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị, sơ đồ vận tải, thông gió, cung cấp năng lượng vv... 2. Chiều dày vỉa (mv) - mét: Dùng để xác định để xác định trữ lượng ruộng mỏ, sản lượng lò chợ, năng suất lao động, tính toán thông gió, lựa chọn các thiết bị vv... 9
3. Chiều dày trung bình của vỉa (m tb) - mét; dung trọng của than (v i) - T/m3: Dùng để xác định trữ lượng, công suất, lượng than lấy được khi đào lò, tính toán vận tải v.v... 4. Góc dốc của các vỉa than (i) - độ: Dùng để xác định sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị, lựa chọn các thiết bị vận tải, khai thác. 5. Độ chứa khí của các vỉa than (x i): Dùng để xác định sản lượng lò chợ, tiết diện các đường lò, tính toán lượng không khí cần thiết để thông gió, lựa chọn thiết bị và sơ đồ thông gió, sắp xếp trình tự khai thác ruộng mỏ. 6. Lực kháng cắt của than (i) - N.cm2: Dùng để lựa chọn thiết bị khấu than, xác định tốc độ khấu than của máy liên hợp, tính toán kích thước trụ bảo vệ. 7. Chủng loại than (M): Dùng để xác định giá than, sơ đồ dòng than ở dưới mặt đất và trên mặt đất. 8. Độ tro (Ak) - %: Dùng để xác định giá than, sơ đồ dòng than ở dưới mặt đất và trên mặt đất. 9. Nhiệt lượng (Q) - Kcal/kg: Dùng để xác định giá than, hiệu quả công nghệ và phương pháp khấu than, lựa chọn thiết bị vận tải v.v... 10. Độ bền vững của đất đá xung quanh (F i): Dùng để lựa chọn vật liệu chống lò và điều khiển vách đá. 11. Hệ số kiên cố của đất đá xung quanh (f đ): Dùng để xác định phương pháp và tốc độ đào lò, tính toán chi phí đào lò. 12. Hệ số kiên cố của than (ft): Dùng để lựa chọn phương pháp tính toán chiều sâu cắt và tốc độ khấu của máy liên hợp, tính toán trụ bảo vệ. 13. Chiều cao từ mặt đất tới biên giới phía trên của ruộng mỏ (H bt) - mét: Dùng để lựa chọn phương pháp và sơ đồ mở vỉa, loại trục tải, sơ đồ thông gió, xác định khối lượng và chi phí cho mở vỉa ruộng mỏ. 14. Chiều sâu biên giới phía dưới của ruộng mỏ (H bd) - mét: Dùng để lựa chọn phương pháp và sơ đồ mở vỉa, loại trục tải, sơ đồ thông gió, tính toán trục tải, thoát nước, xác định khối lượng và chi phí cho đào lò v.v... 15. Khoảng cách giữa các vỉa than (h (i-1)-i) - mét: Dùng để lựa chọn phương pháp, tính toán khối lượng đào lò, lập biểu đồ khai thác, chọn phương pháp điều khiển đá vách, phương pháp bảo vệ các đường lò, tính toán lượng khí CH 4 thoát ra v .v... 10
16. Kích thước theo phương ruộng mỏ (S) - mét: Dùng để xác định trữ lượng, lựa chọn sơ đồ mở vỉa và phân chia ruộng mỏ, sơ đồ chuẩn bị thông gió, vận tải, tính toán khối lượng các đường lò. 17. Kích thước theo hướng dốc của ruộng mỏ (H) - mét: Dùng để xác định trữ lượng, lựa chọn sơ đồ mở vỉa và phân chia ruộng mỏ, sơ đồ chuẩn bị, thông gió, vận tải, tính toán khối lượng các đường lò. 18. Độ phá huỷ của trữ lượng than (tương quan của diện tích phá hủy với diện tích trữ lượng m2/100 m2 (Kph): Dùng để tính sản lượng lò chợ, lựa chọn thiết bị cơ giới hoá công tác khai thác. 19. Độ thoát nước tương đối (Wn) -m3/tấn-ng- đêm: Dùng để tính toán thoát nước và chi phí thoát nước, lựa chọn sơ đồ chuẩn bị và hệ thống khai thác. 20. Trữ lượng công nghiệp (Zcn) - tấn: Dùng để tính toán công suất và tuổi mỏ... Những số liệu trên được thu thập từ các báo cáo thăm dò địa chất và là các số liệu rất cơ bản và làm căn cứ để thiết kế mỏ, nếu thiếu chúng sẽ không đưa các bài toán của thiết kế mỏ. Độ tin cậy của các thông tin mỏ - địa chất không những cho phép xây dựng được sơ đồ công nghệ hợp lý mà còn là cơ sở để xác định quy mô sản xuất, vốn đầu tư xây dựng cơ bản và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mỏ. 1.1.2. Những thông tin về kỹ thuật sản xuất và công nghệ Các thông tin về kỹ thuật sản xuất và công nghệ cần thiết cho thiết kế mỏ là những thông tin chung nhất bao gồm : - Các tham số của sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị, hệ thống khai thác, thông gió, vận tải, các gương lò khai thác, các tham số của mỏ, tổ hợp công nghệ trên sân công nghiệp, hệ thống cung cấp năng lượng, hình dạng và tiết diện các đường lò, các tham số của thiết bị, các định mức thiết kế công nghệ, quy phạm an toàn. - Các tư liệu về cơ giới hoá, tự động hoá các quá trình sản xuất, cũng như các định mức chỉ tiêu có dự báo tới sự phát triển của xí nghiệp trong tương lai . Một nhóm các số liệu ban đầu có tính chất định mức và được thể hiện bằng các hệ số hoặc các giá trị thay đổi được thể hiện như sau: 1. Số ngày làm việc trong năm (Niv) - ngày/năm: Dùng để xác định công suất mỏ, tiến độ trong năm của các đường lò chợ, sản lượng lò chợ. 2. Số ca khai thác (nca) - ca/ngày : Dùng để xác định sản lượng lò chợ, tốc độ đào lò, năng xuất vận tải, trục tải và tổ hợp công nghệ trên mặt đất. 11
3. Thời gian làm việc (Tca) - giờ/ca: Dùng để xác định sản lượng lò chợ, các nhánh công nghệ của một ca. Giờ của mỏ tính toán độ dốc đào lò, năng suất vận tải và tổ hợp công nghệ trên mặt đất. 4. Thời gian làm việc của trục tải (Ttr) - giờ/ca: Dùng để xác định khả năng thông qua của trục tải. 5. Thời gian bơm nước (Tbn) - giờ: Dùng để xác định công suất của các thiết bị bơm. 6. Tốc độ gió cho phép trong lò chợ và các đường lò (V lc, vđ1)-m/s: Dùng để tính toán thông gió, xác định tiết diện các đường lò, sản lượng lò chợ, sản lượng của cánh, của khu khai thác. 7. Nồng độ khí CH4 cho phép trong luồng gió của lò chợ ( dic) - %: Dùng để xác định không khí cần cung cấp lò chợ, chiều dài lò chợ, sản lượng lò chợ, lựa chọn sơ đồ thông gió lò chợ. 8. Nồng độ khí CH4 cho phép trong luồng gió của mỏ (d m )-%: Dùng để xác định lượng không khí cần cung cấp cho mỏ. 9. Hệ số trữ lượng dự trữ không khí của mỏ (K dk): Dùng để xác định lượng không khí cần cung cấp cho mỏ. 10. Hạ áp cho phép mỏ (hm) - mmH2O; (KG/m2 ): Dùng để tính toán thông gió, lựa chọn quạt gió và xác định tiết diện các đường lò. 11. Hệ số sức cản động lực học của lò chợ và đường lò (a lc;adl): Dùng để tính toán lượng không khí cần để thông gió các đường lò, lựa chọn sơ đồ thông gió, tính sản lượng lò chợ. 12. Lưu lượng không khí của quạt gió chính (Q qc) - m3/ph: Dùng để thiết kế trạm quạt và tính toán thông gió . 13. Hạ áp của quạt gió chính (hqc) - mm H2O: Dùng để thiết kế trạm quạt và tính toán thông gió. 14. Chiều cao trục thoát nước (hic) - m: Dùng để tính toán thiết bị trục tải, thiết bị bơm nước. 15. Công suất của máy trục (Qmt) - T/h: Dùng để tính toán trục tải và xác định công suất mỏ. 16. Công suất của máy bơm (Qmb) - m3/h: Dùng để tính toán tháo khô mỏ. 12
17. Tốc độ cắt của máy liên hợp và máy bào (v1h ; vmb) - m/ph; m/s: Dùng để xác định sản lượng lò chợ và tốc độ dịch chuyển của gương lò chợ. 18. Chiều rộng khấu (rk) - mét: Dùng để xác định sản lượng lò chợ và tốc độ dịch chuyển của gương lò chợ. 19. Diện tích tiết diện ngang của lò chợ (d ic)- m2: Dùng để tính toán tốc độ dịch chuyển không khí trong lò chợ. 20. Thời gian dành cho các công việc chuẩn bị và kết thúc ở lò chợ trong một ca (tck) - phút: Dùng để tính toán chiều dài lò chợ, sản lượng lò chợ và tốc độ dịch chuyển của lò chợ. 21. Thời gian thay răng cắt (ttr) - phút: Dùng để tính toán chiều dài lò chợ, sản lượng lò chợ và tốc độ dịch chuyển của lò chợ. 22. Năng suất của máy đào lò (vdl) - m/h: Dùng để tính toán tốc độ đào lò. 23. Các kích thước của các thiết bị mỏ (l mn;hmm;bmn)- m: Dùng để xác định khối lượng các công việc đặt bố trí các thiết bị mỏ. 24. Công suất của mỏ (Am) - t/năm: Dùng để lựa chọn sơ đồ công nghệ tính toán thông gió, vận tải, trục tải, xác định số lò chợ, đầu tư cơ bản và chi phí khai thác. 25. Sản lượng lò chợ (A lc) - t/ngđ: Dùng để tính toán các thông số của công tác mỏ, thông gió, vận tải, xác định tiết diện lò. 26. Kích thước của khu khai thác, cuả tầng, của cánh (Skh Stg ; Sc; Hkh; Htg Hc) - m: Dùng để xác định trữ lượng của khu, tầng, cánh, chiều dài các đường lò và tuổi thọ của chúng, tính toán thông gió, vận tải, đào lò. 27. Chiều dài lò chợ (llc) - m: Dùng để xác định sản lượng lò chợ, tốc độ dịch chuyển của lò chợ và cho thiết bị khai thác. 28. Tốc độ dịch chuyển của lò chợ ( vlc) - m / ng- đêm: Dùng để xác định sản lượng lò chợ, tuổi thọ của các đường lò, tính toán thông gió. 29. Số lò chợ hoạt động đồng thời (n lđ): Dùng để tính toán công suất của mỏ, thông gió, vận tải. 30. Số khu khai thác (nkt ; ntg): Dùng để xác định sơ đồ các công tác mỏ, khối lượng. 31. Số tầng, số cánh, số mức trong ruộng mỏ(n t; nc; nm ): Dùng để xác định các đường lò, sơ đồ thông gió, vận tải tuổi thọ của các đường lò. 13
32. Chiều dài của đường lò (l 1) - m: Dùng để xác định khối lượng các đường lò, tuổi thọ, chi phí đào và chống giữ lò. 33.Diện tích tiết diện ngang của đường lò (p 1) - m2: Dùng để xác định khối lượng và chi phí của các đường lò, tính toán thông gió và vận tải. 34. Số lượng các giếng trong mỏ ( n gm): Dùng để tính toán thông gió, trục tải, xác định sơ đồ tổ hợp công nghệ trên mặt đất. Khối lượng các thông tin về kỹ thuật sản xuất là cực kỳ lớn vì vậy không thể liệt kê toàn bộ ra được. Đồng thời một phần của tư liệu này là tài liệu gốc ở thời điểm bắt đầu thiết kế, phần khác được hình thành trong quá trình thiết kế. Vì vậy, kết quả của bài toán thiết kế này có thể là số liệu ban đầu để giải các bài toán thiết kế tiếp sau. Khi thiết kế mỏ, các nhóm cán bộ kỹ thuật, chuyên gia thiết kế cần hoàn thành các phần riêng (Công nghệ, máy mỏ, vận tải, cung cấp năng lượng, kinh tế v.v.. ) nên cần phải phân chia các thông tin theo điều kiện sử dụng khi thiết kế theo các nhóm chuyên ngành, chuyên môn khác nhau: “mở vỉa và khai thác”, “xây dựng công trình ngầm”, “thông gió”, “vận tải mỏ”, “máy mỏ”, “tổ chức xây dựng”.v.v.. 1.1.3. Các thông tin kinh tế - xã hội Các thông tin về kinh tế - xã hội bao gồm: - Những thông tin đặc trưng cho giá trị về nguồn dự trữ lao động, nguồn vật liệu, nguồn cung cấp năng lượng, hiệu quả sử dụng chúng và các định mức hao phí, nguồn cung cấp nước, giao thông vận tải, vị trí của các công trình và các xí nghiệp có liên quan. - Các tham số chi tiết cho việc thực hiện công tác xây dựng và lắp đặt, đơn giá các vật tư thiết bị cần mua sắm phục vụ cho quá trình sản xuất, nguồn tiêu thụ sản phẩm, giá bán sản phẩm v.v... Những tư liệu này là cơ sở của tất cả những tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật trong thiết kế mỏ. Việc hoàn thành các tài liệu và các thông tin nêu trên là một giai đoạn độc lập của thiết kế. Nó là một tài liệu gốc hết sức cần thiết cho quá trình thiết kế. Khối lượng và mức độ chi tiết hoá của những tài liệu này thay đổi tuỳ theo điều kịên cụ thể của mỏ được thiết kế. Mức độ tin cậy của các thông tin và tài liệu đáp ứng cho công tác thiết kế được chính xác hơn. 14
1.2. Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và báo cáo nghiên cứu khả thi Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng đối với công trình mỏ hầm lò được thực hiện theo Thông tư số 26/2016/TT- BCT về “Quy định nội dung lập, thẩm định và phê duyệt dự án đầu tư xây dựng, thiết kế xây dựng và dự toán xây dựng công trình mỏ khoáng sản” 1.2.1. Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi là tài liệu trình bày các nội dung nghiên cứu sơ bộ về sự cần thiết, tính khả thi và hiệu quả của việc đầu tư xây dựng công trình mỏ, làm cơ sở xem xét, quyết định chủ trương đầu tư xây dựng hay nói cách khác báo cáo nghiên cứu tiền khả thi là bước sơ khởi trong quá trình hình thành một dự án đầu tư. Đó chưa phải là luận chứng khả thi với những luận cứ được phân tích sâu sắc mà mới chỉ là một bản phác hoạ nêu lên những khả năng đầu tư, để xét thấy nếu đúng được triển khai sẽ hoàn thiện việc nghiên cứu trong các bước tiếp theo. Tuy nhiên những khả năng đầu tư nêu trong dự án tiền khả thi vẫn phải có luận cứ, thường dựa trên những thông số và tư liệu sẵn có để ước tính, sai số cho phép trong các báo cáo nghiên cứu tiền khả thi tương đối lớn. - Điều kiện để lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi gồm: + Văn bản thoả thuận hoặc một bản thông báo, một văn bản giao nhiệm vụ giữa cấp trên và cấp dưới. Nếu là hợp tác đầu tư với nước ngoài thì là biên bản thỏa thuận hay hiệp nghị; + Bản chào hàng về tính năng sơ bộ của dây truyền công nghệ hay một giải pháp công nghệ, một phát minh hay một cải tiến; + Là công trình mỏ, phải có bản báo cáo địa chất về trữ lượng địa chất và trữ lượng khai thác; + Các thông tin về kinh tế - xã hội; + Các luật, pháp lệnh, nghị định, thông tư hướng dẫn về lập, thẩm định và phê duyệt dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ, thông tư hướng dẫn về đầu tư, hợp tác, quản lý xây dựng cơ bản, xuất nhập khẩu, chuyển giao công nghệ, thuế và quy chế về lao động. - Nội dung báo cáo nghiên cứu tiền khả thi : 1. Mục đích dự án (Sự cần thiết đầu tư và mục tiêu đầu tư); 15
2. Thị trường và khả năng tiêu thụ sản phẩm; 3. Phương án sản xuất kinh doanh; 4. Quy mô, công suất dự án; 5. Hình thức đầu tư xây dựng và địa điểm; 6. Nguồn nguyên liệu cũng như các yếu tố đầu vào khác, nhu cầu năng lượng, vận tải; 7. Dự kiến thời gian thực hiện dự án; 8. Sơ bộ tổng mức đầu tư, phương án huy động vốn; khả năng hoàn vốn, trả nợ vốn vay (nếu có); xác định sơ bộ hiệu quả kinh tế - xã hội và đánh giá tác động của dự án. 1.2.2. Báo cáo nghiên cứu khả thi khai thác hầm lò mỏ khoáng sản Báo cáo nghiên cứu khả thi khai thác hầm lò mỏ khoáng sản là tài liệu trình bày các nội dung nghiên cứu về sự cần thiết, mức độ khả thi và hiệu quả của việc đầu tư xây dựng công trình mỏ theo phương án thiết kế cơ sở được lựa chọn, làm cơ sở xem xét, quyết định đầu tư xây dựng. Nói cách khác báo cáo nghiên cứu khả thi là một bản nghiên cứu trước khi thiết kế nhằm làm sáng tỏ các khả năng kỹ thuật về tính hợp lý về kinh tế của các công trình thiết kế đã định trong một khoảng thời gian nhất định. - Điều kiện để lập Báo cáo nghiên cứu khả thi gồm: Ngoài những tài liệu đã nêu ở Dự án tiền khả thi thì còn phải có: + Văn bản phê duyệt chủ trương của cấp Bộ, Tỉnh, Thành phố; hoặc quyết định phê duyệt hoạch ngành hoặc văn bản thoả thuận bổ sung quy hoạch, thoả thuận chủ trương đầu tư của dự án; + Bản đánh giá của Hội đồng trữ lượng Nhà nước; + Bản thoả thuận địa điểm và diện tích sẽ cấp của Uỷ ban xây dựng cơ bản hoặc Sở xây dựng địa phương. + Bản điều tra về điện nước, nhà ở, nhân lực, kinh tế xã hội nhất là bản điều tra về thị trường tiêu thụ và giá cả. Nếu là công trình cải tạo cần phải có bản điều tra công trình kiến trúc và thiết bị hiện có. - Nội dung của Báo cáo nghiên cứu khả thi: 16
Theo Thông tư hướng dẫn về “Quy định nội dung lập, thẩm định và phê duyệt dự án đầu tư xây dựng, thiết kế xây dựng và dự toán xây dựng công trình mỏ khoáng sản” của Bộ Công thương số 26/2016/TT-BCT; ngày 30 tháng 11 năm 2016, nội dung của Báo cáo nghiên cứu khả thi bao gồm: Mở đầu (Nêu xuất xứ, cơ sở lập báo cáo nghiên cứu khả thi dự án) Phần I: Khái quát chung về dự án: Chủ đầu tư và địa chỉ liên lạc; Đơn vị tư vấn lập báo cáo; Cơ sở lập báo cáo (cơ sở pháp lý và tài liệu cơ sở); Sự cần thiết và mục tiêu đầu tư; Nhu cầu thị trường và khả năng tiêu thụ; Địa điểm xây dựng và khả năng sử dụng đất; Hình thức đầu tư xây dựng và quản lý; Phân cấp, phân loại công trình. Phần II: Các yếu tố kĩ thuật cơ bản: Đặc điểm kinh tế, xã hội và địa chất mỏ; Hiện trạng về khai thác và chế biến khoáng sản; Phần III: Các giải pháp công nghệ: Biên giới và trữ lượng khai trường; Chế độ làm việc, công suất và tuổi thọ dự án; Mở vỉa khai trường; Chuẩn bị khai trường và trình tự khai thác; Giếng mỏ, sân ga và hầm trạm; Thiết bị nâng và vận tải qua giếng; Hệ thống khai thác, công nghệ khai thác và đào chống lò; Vận tải trong mỏ; Thông gió mỏ; Tháo khô và thoát nước khai trường; Tổ hợp công nghệ trên mặt mỏ; Công tác chế biến khoáng sản; Chèn lấp lò (nếu có); Các phân xưởng phụ trợ; Cung cấp điện và trang bị điện; Thông tin liên lạc và tự động hoá; Cung cấp khí nén; Kiến trúc và xây dựng; Cung cấp nước, thải nước và cấp nhiệt; Tổng mặt bằng và vận tải ngoài mỏ; Tổ chức xây dựng; Cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu và các yếu tố đầu vào; Kỹ thuật an toàn; Bảo vệ, cải tạo phục hồi môi trường; Tổ chức quản lý sản xuất và bố trí lao động; Phương án giải phóng mặt bằng và tái định cư; Phần IV: Phân tích tài chính: Vốn đầu tư; Hiệu quả kinh tế, xã hội. Phần V: Kết luận và kiến nghị. Các bản vẽ kèm theo. 1.3. Thiết kế khai thác hầm lò mỏ khoáng sản Thiết kế khai thác mỏ được lập trên cơ sở báo cáo nghiên cứu khả thi nằm trong quy hoạch phát triển của ngành mỏ. Thiết kế giải quyết các vấn đề về sơ đồ mở vỉa, phương pháp chuẩn bị ruộng mỏ, hệ thống và công nghệ khai thác, sơ đồ và hệ thống vận tải, thông gió, thoát nước, cung cấp năng lượng, thoát khí, tính toán 17
các tham số định lượng và kế hoạch hoá các công tác mỏ, xây dựng nhà và các công trình trên mặt, kỹ thuật an toàn, vệ sinh công nghiệp, bảo vệ môi trường, tổ chức sản xuất v.v..., đồng thời cũng xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi xây dựng và khai thác mỏ. Quá trình thiết kế mỏ phải dựa vào Thông tư số 26/2016/TT-BCT, ngày 30 tháng 11 năm 2016: “Quy định nội dung lập, thẩm định và phê duyệt dự án đầu tư xây dựng, thiết kế xây dựng và dự toán xây dựng công trình mỏ khoáng sản”. Nội dung thiết kế khai thác hầm lò mỏ khoáng sản gồm như sau: Phần I. Phần thuyết minh được chia làm 2 phần: Thông tin chung về dự án và các yếu tố kĩ thuật cơ bản I. Thông tin chung về dự án (Các thông tin chung về dự án, tài liệu cơ sở lập thiết kế, các quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng) II. Các yếu tố kĩ thuật cơ bản 1. Đặc điểm địa chất và trữ lượng mỏ 2. Biên giới và trữ lượng khai trường 3. Chế độ làm việc, công suất và tuổi thọ dự án 4. Mở vỉa khai trường 5. Chuẩn bị khai trường và trình tự khai thác 6. Giếng mỏ, sân ga và hầm trạm 7. Thiết bị nâng và vận tải qua giếng 8. Hệ thống khai thác, công nghệ khai thác và đào chống lò 9. Vận tải trong mỏ 10. Thông gió mỏ 11. Tháo khô và thoát nước khai trường 12. Chế biến khoáng sản 13. Sửa chữa cơ điện, kho tàng, mạng hạ tầng kỹ thuật 14. Kỹ thuật an toàn 15. Tổng mặt bằng, vận tải ngoài mỏ và tổ chức xây dựng Bảng các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết kế cơ sở Phần II. Phần bản vẽ bao gồm các bản vẽ thuộc phần địa chất; phần khai thác; phần xây dựng công trình ngầm và mỏ; phần chế biến khoáng sản (nếu có), phần cơ 18
khí, vận tải; Phần thoát nước mỏ, cấp nước và thải nước; Phần xây dựng; Phần cung cấp điện và tự động hóa; Phần mặt bằng; Phần bảo vệ môi trường. Điều kiện lập dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ: Các Dự án mỏ sau đây được phép lập Dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ: a) Dự án mỏ quan trọng quốc gia được Quốc hội thông qua chủ trương đầu tư hoặc Dự án mỏ được Thủ tướng Chính phủ cho phép đầu tư. b) Các Dự án mỏ có trong Danh mục đầu tư Quy hoạch ngành đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt. c) Dự án mỏ nhóm A (được phân loại theo Phụ lục 1 về phân loại dự án đầu tư xây dựng công trình của Nghị định số 59/2015/NĐ-CP) chưa có trong Quy hoạch ngành hoặc Quy hoạch ngành chưa được lập, phê duyệt nhưng có văn bản của cấp có thẩm quyền phê duyệt quy hoạch đồng ý bổ sung vào Quy hoạch hoặc cho phép đầu tư. Quy định Lập Dự án đầu tư xây dưng công trình mỏ: Nội dung Dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ theo quy định tại Mục 1: Lập, thẩm định, phê duyệt dự án đầu tư xây dựng của Nghị định số 59/2015/NĐ-CP ngày 18 tháng 6 năm 2015, bao gồm Thuyết minh dự án và Thiết kế cơ sở và được hướng dẫn cụ thể theo Thông tư số 26/2016/TT-BCT, ngày 30 tháng 11 năm 2016: “Quy định nội dung lập, thẩm định và phê duyệt dự án đầu tư xây dựng, thiết kế xây dựng và dự toán xây dựng công trình mỏ khoáng sản”. - Nội dung Thuyết minh dự án Nội dung Thuyết minh Dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ khai thác bằng Phương pháp hầm lò thực hiện theo quy định tại mục I, chương II của Nghị định số 59/2015/NĐ-CP và hướng dẫn chi tiết tại Phụ lục số 6 của Thông tư số 26/2016/TT-BCT - Nội dung Thiết kế cơ sở. Thiết kế cơ sở bao gồm: Thuyết minh thiết kế và Bản vẽ kèm theo thể hiện các phương án thiết kế, là căn cứ để xác định tổng mức đầu tư, tính toán hiệu quả kinh tế, lựa chọn phương án đầu tư và để triển khai các bước thiết kế tiếp theo. Nội dung Thiết kế cơ sở của Dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ thực hiện theo quy định tại mục I, chương II của Nghị định số 59/2015/NĐ-CP và hướng dẫn 19
chi tiết tại của Thông tư số 26/2016/TT-BCT (Thiết kế cơ sở bao gồm: Thuyết minh thiết kế và phần bản vẽ kèm theo). Trình tự thẩm định: Thẩm định dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ được quy định tại điều 10, điều 11 Nghị định số 59/2015/NĐ-CP và được hướng dẫn chi tiết tại điều 4 về Thẩm định dự án đầu tư xây dựng, thiết kế xây dựng và dự toán xây dựng công trình của Thông tư số 26/2016/TT-BCT. Bước 1: Thẩm định Dự án đầu tư xây dựng công trình mỏ và phê duyệt Dự án đầu tư. Bước 2: Thẩm định Thiết kế cơ sở. 1.4. Cách lập hồ sơ và sử dụng tài liệu thiết kế 1.4.1. Cách lập hồ sơ Hồ sơ thiết kế và thẩm định, thứ tự sắp xếp tài liệu hồ sơ thiết kế, thẩm định được quy định tại điều 7 Thông tư 26/2016/TT-BCT. Bản thuyết minh được đánh máy, kèm theo bản vẽ minh hoạ trên giấy trắng khổ A4 một mặt. Trang đầu: Tên thiết kế, cơ quan thiết kế, có chữ ký của Giám đốc cơ quan thiết kế (có dấu) ngày tháng năm, nơi làm thiết kế. Trang thứ hai: Họ tên, chức vụ những người tham gia thiết kế. Trang thứ ba: Mục lục. Trang thứ tư: Liệt kê các bản vẽ thiết kế: Tên gọi, số thứ tự, tỷ lệ các bản vẽ. Từ trang thứ năm là nội dung các phần của bản giải trình. Cuối bản giải trình cần tóm tắt ý nghĩa cơ bản của bản thiết kế và những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật có thể đạt được. Phần cuối của bản thuyết minh để các công văn hoặc các biên bản xét duyệt. Kèm theo bản thuyết minh còn có phụ lục về những tài liệu có liên quan đến quá trình làm thiết kế ( Ví dụ: Muốn lập thiết kế kỹ thuật thì phải có biên bản phê chuẩn Báo cáo nghiên cứu khả thi, phải tham khảo các tài liệu thăm dò của Hội đồng trữ lượng nhà nước v.v...) Nội dung bản thuyết minh phải hết sức ngắn gọn, nhưng phải đầy đủ và rõ ràng các công thức và ký hiệu toán học phải viết đầy đủ, không được viết tắt. 1.4.2. Sử dụng tài liệu thiết kế 20