Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khai thác các vỉa than dốc chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ than hầm lò vùng quảng ninh

Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dốc, chiều dày mỏng đến trung bình tại vùng Quảng Ninh có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa.. Sản phẩm tương ứng là

Đề tài độc lập cấp Nhà nước

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề Tài

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khai tháccác vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình tại

các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

Mã số: ĐTĐL-2009G/23

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Chủ nhiệm Đề Tài: TS Trương Đức Dư

Hà Nội, tháng 12 năm 2010

Đề tài độc lập cấp Nhà nước

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề Tài

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khaithác các vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trungbình tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

Mã số: ĐTĐL-2009G/23

Hà Nội, tháng 12 năm 2010

Tập đoàn CN than-khoáng sản Việt Nam

Viện Khoa học công nghệ mỏ-vinacomin

1 Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khai thác các vỉa than

dốc chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.

Chức danh khoa học: Tiến sỹ khai thác mỏ

Chức vụ: phó Viện trưởng Viện KHCN Mỏ - Vinacomin

Điện thoại: Tổ chức: 84.4.38642024 Nhà riêng: 84.4.38311725

Mobile: 0912268291 Fax: 84.4.39641564 E-mail:

truongducdu@yahoo.com

Tên tổ chức đang công tác: Viện khoa học công nghệ mỏ - Vinacomin

Địa chỉ tổ chức: Số 03 Phan Đình Giót – Phương Liệt – Thanh Xuân – Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: Số 48 ngõ 426 - Đường Láng – Phường Láng Hạ - Quận

Đống Đa – Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì đề tài:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin

Điện thoại: 04.38642024 Fax: 04.38641564

E-mail: vkhcnm@hn.vnn.vn

Website:

Địa chỉ: Số 3 Phan Đình Giót, P.Phương Liệt, Q.Thanh Xuân, TP.Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Anh Tuấn

Số tài khoản: 93101041

Kho Bạc: Nhà nước Hai Bà Trưng

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa học và Công nghệ

II TìNH HìNH THựC HIệN

1 Thời gian thực hiện đề tài:

- Theo Hợp đồng đ∙ ký kết: từ tháng 1/2009 đến tháng 12/2010.

- Thực tế thực hiện: từ tháng 1/2009 đến tháng 12/2010.

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

a) Tổng số kinh phí thực hiện: 55.117 triệu đồng, trong đó:

+ Kinh phí hỗ trợ từ SNKH: 3.150 triệu đồng.

+ Kinh phí từ nguồn tự có: 0 triệu đồng.

+ Kinh phí từ các nguồn khác: 51.967 triệu đồng.

b) Tình hình cấp vμ sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:

nguồn NSKH

nguồn khác

- Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài:

1 742/QĐ-BKHCN,ngày 23/4/2008 Quyết định về việc phê duyệt danh mục đề tài, đềtài độc lập cấp Nhà nước giao trực tiếp bắt đầu thực

hiện trong kế hoạch năm 2009

Bộ KH&CN

2 941/BKHCN-KHCNN,

ngày25/4/2008

Quyết định về v/v xét chọn tổ chức và cá nhân chủ trì thực hiện nhiệm vụ KH& CN độc lập cấp Nhà nước năm 2009

Bộ KH&CN

3 BKHCN, ngày

1221/QĐ-20/06/2010

Quyết định về việc thành lập Hội đồng khoa học công nghệ cấp Nhà nước tư vấn xét chọn tổ chức và cá nhân chủ trì thực hiện Đề tài độc lập cấp nhà nước để thực hiện trong kế hoạc năm 2009

Bộ KH&CN

4 Ngày 23/06/2008B2-1-BBHSTC, Biên bản mở hồ sơ đăng ký xét chọn tổ chức và cánhân chủ trì đề tài độc lập cấp nhà nước KH&CNBộ

5 Ngày 02/07/2008B2-6-BBHĐTC, Biên bản họp hội đồng KH & CN đánh giá hồ sơđăng ký tuyển chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài

cấp Nhà nước

Bộ KH&CN

6 BKHCN, ngày

1412/QĐ-09/07/2008

Quyết định về việc phê duyệt tổ chức và cá nhân chủ trì đề tài, dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp Nhà nước thực hiện trong kế hoạch năm 2009

Bộ KH&CN

7 BKHCN, ngày

1567/QĐ-25/07/2008

Quyết định về việc thành lập tổ thẩm định đề tài,

dự án khoa học và công nghệ cấp Nhà nước năm 2009

Bộ KH&CN

8 008/2009/HĐ-ĐTĐL, ngày

02/1/2009

Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ giữa bộ Khoa học & Công nghệ, Bộ Công thương và Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV

Bộ KH&CN

9 BKHCN, ngày

1989/QĐ-12/9/2008

Quyết định về việc phê duyệt kinh phí đề tài độc lập cấp Nhà nước thực hiện trong kế hoạch cấp năm 2009

Bộ KH&CN

Nội dung tham gia chủ

Tham gia xây dựng cơ

sở dữ liệu địa chất, các giải pháp kỹ thuật và lựa chọn khu vực thử nghiệm, phối hợp lập

đề tài đầu tư, thiết kế kỹ

+ Bộ hồ sơ báo cáo cơ sở dữ liệu địa chất.

+ Bộ hồ sơ đề tài

đầu tư

+ Bộ hồ sơ thiết kế

thuật thi công, đầu tư

trang thiết bị công nghệ mới, theo dõi và đánh giá kết quả khai thác thử nghiệm

bản vẽ thi công + Đào tạo hướng dẫn vận hành công nghệ cho cán bộ công nhân

2 Công ty TNHHMTV than

Hồng Thái

Công ty TNHH MTV than Hồng Thái

Tham gia xây dựng cơ

sở dữ liệu địa chất

+ Bộ báo cáo cơ sở dữ liệu địa chất

Tham gia xây dựng cơ

sở dữ liệu địa chất

+ Bộ báo cáo cơ sở dữ liệu địa chất

4 Công ty than HạLong

-Vinacomin

Tham gia xây dựng cơ

sở dữ liệu địa chất

+ Bộ báo cáo cơ sở dữ liệu địa chất

5 Mông Dương -Công ty than

Vinacomin

Tham gia xây dựng cơ

sở dữ liệu địa chất + Bộ báo cáo cơ sởdữ liệu địa chất

6 Công ty thanHòn Gai

-Vinacomin

Tham gia xây dựng cơ

sở dữ liệu địa chất

+ Bộ báo cáo cơ sở dữ liệu địa chất

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài:

Số

Sản phẩm chủ yếu

đạt được

Ghi chú

1 TS Trương Đức Dư TS Trương Đức Dư Chủ nhiệm đề tài

2 TS Nguyễn Anh Tuấn TS Nguyễn Anh Tuấn

Tổng hợp, chỉ đạo chung về nội dung, tiến độ đề tài

3 KS Nhữ Việt Tuấn KS Nhữ Việt Tuấn giá, phân tích, lựaNghiên cứu, đánh

10 KS Nguyễn Văn Yên KS Nguyễn Văn Yên

Phối hợp triển khai áp dụng và hoàn thiện công nghệ

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

1 Phối hợp nghiên cứu với Liên hiệpkhoa học công nghệ mỏ (IGD), viện

VNIMI – Cộng hòa liên bang Nga

Phối hợp nghiên cứu với Liên hiệp khoa học công nghệ mỏ (IGD), viện VNIMI – Cộng hòa

liên bang Nga

2 Phối hợp nghiên cứu với Ucraina

Phối hợp nghiên cứu với Ucraina trao đổi kinh nghiệm, nghiên cứu

áp dụng công nghệ cơ giới hóa vỉa

dốc

3 Phối hợp nghiên cứu với viện nghiêncứu Than Trung Quốc

Phối hợp nghiên cứu với viện nghiên cứu Than Trung Quốc về kinh nghiệm áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác

4 Phối hợp nghiên cứu với hãng sảnxuất thiết bị mỏ REMAG – Ba Lan Phối hợp nghiên cứu với hãng sảnxuất thiết bị mỏ REMAG – Ba

Lan

5 Phối hợp nghiên cứu với Công tyALTA – Cộng hòa Séc Phối hợp nghiên cứu với Công tyALTA – Cộng hòa Séc trao đổi

kinh nghiệm khai thác cơ giới hóa

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

1 Hội thảo đề tài, năm 2009, ViệnKhoa học Công nghệ Mỏ phí 23 triệu đồng, Viện Khoa họcHội thảo đề tài, 22/12/2009, kinh

Công nghệ Mỏ

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

thực hiện

Theo kế hoạch đạt đượcThực tế

1 Lập đề cương đề tài 1/2009-1/2009 1/2009-1/2009 Viện KHCNMỏ

2 Thu thập số liệu, tài liệu địa chất, kỹthuật 1/2009-2/2009 1/2009-2/2009 Viện KHCNMỏ, các mỏ

hầm lò phối hợp

3

Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất kỹ

thuật mỏ các khu vực vỉa dốc có chiều

dày mỏng đến trung bình vùng Quảng

Ninh, có khả năng áp dụng công nghệ

cơ giới hóa

5/2009 2/2009-5/2009 Viện KHCNMỏ

2/2009-4

Đánh giá tổng hợp kinh nghiệm áp

dụng công nghệ khai thác các vỉa dốc

có chiều dày mỏng đến trung bình bằng

phương pháp truyền thống tại các mỏ

vùng Quảng Ninh và kinh nghiệm áp

dụng cơ giới hóa trong các điều kiện

tương tự tại các nước có nền công

nghiệp than phát triển

5/2009

5/2009

2/2009-Viện KHCN

Mỏ, Các mỏ hầm lò phối hợp, Viện VNIMI, Viện

NC than Trung Quốc, Ucraina

5

Nghiên cứu, đề xuất và xây dựng các sơ

đồ công nghệ cơ giới hóa các vỉa dốc

có chiều dày mỏng đến trung bình tại

các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

7/2009 6/2009-7/2009

6/2009-Viện KHCN

Mỏ, Các mỏ hầm lò phối hợp, Viện VNIMI, Viện

NC than Trung Quốc, Ucraina

6

Đề xuất và lựa chọn dây chuyền thiết bị

cơ giới hóa phù hợp với công tác chuẩn

bị, chống giữ và khai thác theo các mô

hình cơ giới hóa được chọn cho điều

kiện vỉa dốc có chiều dày mỏng đến

trung bình vùng Quảng Ninh

8/2009 7/2009-8/2009

7/2009-Viện KHCN

Mỏ, Viện VNIMI, Viện

NC than Trung Quốc, Ucraina

7

Lựa chọn khu vực áp dụng, lập đề tài

đầu tư và thiết kế kỹ thuật thi công, đào

tạo và đưa vào áp dụng thử nghiệm

công nghệ cơ giới hóa khai thác đề xuất

9/2009 8/2009-9/2009

8/2009-Viện KHCN

Mỏ, C.ty than Mạo Khê

8 áp dụng thử nghiệm và theo dõi đánhgiá kết quả đạt được của công nghệ 10/2009-3/2010 10/2009-4/2010 Mỏ, C.ty thanViện KHCN

Mạo Khê

9

Hoàn thiện các thông số kỹ thuật cơ

bản của sơ đồ công nghệ cơ giới hóa

khai thác thử nghiệm; hoàn thiện quy

trình công nghệ khai thác, hộ chiếu

chống giữ và khai thác, biện pháp xử lý

kỹ thuật, biện pháp kỹ thuật an toàn,

.v.v.

8/2010 4/2010-8/2010

4/2010-Viện KHCN

Mỏ, C.ty than Mạo Khê

10 Xây dựng hướng dẫn áp dụng côngnghệ cơ giới hóa khai thác được lựa 10/20104/2010- 10/20104/2010- Viện KHCNMỏ

chọn áp dụng thử nghiệm trong điều

kiệnvỉa dốc, chiều dày mỏng đến trung

10 Báo cáo tổng kết 10/2010-12/2010 10/2010-12/2010 Viện KHCNMỏ

III Sản phẩm KH & CN của đề tài

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Báo cáo cơ sở dữ liệu trữ

lượng than và điều kiện địa

chất kỹ thuật mỏ các khu

vực vỉa dốc có chiều dày

+ Đảm bảo sử dụng vào các nghiên cứu và tính toán thiết kế mỏ.

Đảm bảo chất lượng như đăng ký trong hợp đồng

Phù hợp với điều kiện

địa chất, kỹ thuật mỏ vùng Quảng Ninh

Đảm bảo chất lượng như đăng ký trong hợp đồng

Dự án đầu tư và thiết kế kỹ thuật thi công công nghệ cơ

giới hóa khai thác vỉa dốc sử dụng tổ hợp dàn chống tự hành kết hợp máy bào than tại Công

ty than Mạo Khê, chất lượng đảm bảo như đăng ký trong hợp đồng

4

Báo cáo nghiên cứu hoàn

thiện công nghệ cơ giới hóa

vỉa dốc có chiều dày mỏng

đến trung bình (hoàn thiện

Đảm bảo chất lượng như đăng ký trong hợp đồng

mỏ tương tự vùng Quảng Ninh.

- Đáp ứng các yêu cầu

sử dụng cho các doanh nghiệp khai thác mỏ, các cơ quan nghiên cứu

và thiết kế mỏ.

Đảm bảo chất lượng như đăng ký trong hợp đồng

6 Báo cáo tổng kết đề tài Được hội đồng nghiệmthu cấp nhà nước thông

qua c) Sản phẩm Dạng III:

Số

(tạp chí, nhà xuất bản) Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Đảm bảo chất lượng như đăng

ký trong hợp

đồng

05 bài đăng trên Thông tin khoa học Công nghệ Mỏ; 01 bài đăng trên Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc năm 2009

d) Kết quả đào tạo:

Theo kế hoạch

Theo kế hoạch đạt đượcThực tế

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế.

-Công ty TNHH MTV than Mạo Khê - Vinacomin

phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ khu vực áp dụng

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần phát triển, thúc đẩy công nghệ khai thác than hầm lò Việt Nam theo hướng cơ giới hóa, hiện đại hóa và là cơ sở dữ liệu quan trọng có thể sử dụng, giảng dạy trong các cơ quan nghiên cứu, tư vấn.

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội: Sự thành công của đề tài có tác động lớn đến

điều kiện kinh tế – xã hội thông qua việc tăng sản lượng, năng suất lao động, giảm giá thành khai thác; tận thu tối đa tài nguyên, bảo vệ môi trường (giảm chi phí gỗ chống lò); cải thiện điều kiện làm việc, an toàn cho người lao động; góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp khai thác than của Việt Nam.

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài:

STT Nội dung Thời gian

thực hiện

Ghi chú (Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì )

I Báo cáo định kỳ

Hoàn thành 05 báo cáo chuyên

đề Công việc triển khai thực hiện

đề tài đã được thực hiện đảm bảokhối lượng, chất lượng và tiến độtheo như thuyết minh đề tài đượcduyệt và hợp đồng đã ký

Danh sách tác giả của đề tài KH&CN cấp nhà nước

Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa than dốc

chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh mã số:

ĐTĐL – 2009G/23.

Danh sách tác giả

1 PGS.TS Phùng Mạnh Đắc- Phó Tổng Giám đốc Tập đoànCông nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam (VINACOMIN)

2 TS Nguyễn Anh Tuấn- Viện trưởng Viện Khoa học Côngnghệ Mỏ-Vinacomin

3 TS Trương Đức Dư- Phó Viện trưởng Viện Khoa học Côngnghệ Mỏ-Vinacomin

4 ThS Lê Thanh Phương-Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

5 ThS Nguyễn Đình Thống-Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

6 ThS Đặng Hồng Thắng- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

7 ThS Trần Tuấn Ngạn- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

8 Kỹ sư Nhữ Việt Tuấn- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

9 Kỹ sư Vũ Tuấn Sử- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

10 Kỹ sư Phạm Đại Hải- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

11 Kỹ sư Trần Minh Tiến- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

12 Kỹ sư Đào Ngọc Hoàng- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

13 TS Đào Hồng Quảng - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

14 Kỹ sư Đàm Huy Tài - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

15 Kỹ sư Lê Văn Hậu - Viện Khoa học Công nghệ

16 Kỹ sư Phùng Việt Bắc - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

17 Kỹ sư Vũ Văn Hội - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

18 Kỹ sư Cao quốc Việt - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

19 Kỹ sư Phan Văn Việt - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

20 Kỹ sư Phạm Khánh Minh - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

21 Kỹ sư Đoàn Ngọc Cảnh- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

22 Kỹ sưVinacominNgô Văn Sĩ- Viện Khoa học Công nghệ

Mỏ-23 Kỹ sư Thân Văn Duy- Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin

24 Kỹ sư Nguyễn Ngọc Cơ- Giám đốc Công ty than Mạo Khê -Vinacomin

25 Kỹ sư Uông Hồng Hải-P Giám đốc Công ty Than Mạo Khê -Vinacomin

26 Kỹ sư Nguyễn Bá Trường- Giám đốc Công ty Than HồngThái

27 Kỹ sư Nguyễn Văn Yên – Giám đốc Công ty than ĐồngVông

Tóm tắt nội dung báo cáo và sản phẩm đề tài

Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài được biên chế gồm phần mở đầu, 5 chương, phần kết luận chung và kiến nghị Trong 5 chương của báo cáo giải quyết các nội dung nghiên cứu đã đăng ký trong đề cương và được lập trên cơ sở các báo cáo chuyên đề, bao gồm:

1 Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dốc, chiều dày mỏng đến trung bình tại vùng Quảng Ninh có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa.

Sản phẩm tương ứng là “Báo cáo cơ sở dữ liệu trữ lượng than và điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình vùng Quảng Ninh” bao gồm Thuyết minh và tập bản đồ quy hoạch (73 bản đồ).

2 Đánh giá tổng hợp kinh nghiệm khai thác các vỉa dốc có chiều dày mỏng

và trung bình; nghiên cứu, đề xuất, xây dựng các sơ đồ công nghệ cơ giới hóa khai thác các vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.

Sản phẩm tương ứng là tập thuyết minh “Đánh giá tổng hợp kinh nghiệm áp dụng công nghệ khai thác các vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh và kinh nghiệm áp dụng cơ giới hóa khai thác tại các vỉa

có điều kiện tương tự ở nước ngoài”.

3 Đề xuất và lựa chọn dây chuyền thiết bị cơ giới hóa phù hợp với công tác chuẩn bị, chống giữ và khai thác theo các mô hình cơ giới hóa được chọn cho điều kiện vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình vùng Quảng Ninh.

Sản phẩm tương ứng là tập thuyết minh “Đề xuất và xây dựng các sơ đồ công nghệ, đồng bộ thiết bị cơ giới hóa khai thác các vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh”, trong đó đề xuất, lựa chọn thiết bị và xây dựng 3 sơ đồ công nghệ cơ giới hóa cho điều kiện vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình vùng Quảng Ninh.

4 Lựa chọn khu vực áp dụng, lập dự án đầu tư và thiết kế kỹ thuật thi công,

đào tạo, đưa công nghệ cơ giới hóa khai thác đề xuất vào áp dụng thử nghiệm.

Sản phẩm tương ứng là tập báo cáo “Nghiên cứu lựa chọn khu vực thử nghiệm, thiết kế, áp dụng công nghệ cơ giới hóa được đề xuất”, bao gồm: bộ dự án

đầu tư và bộ thiết kế kỹ thuật thi công áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa khai thác cho khu vực lựa chọn.

5 Hoàn thiện các thông số kỹ thuật cơ bản của sơ đồ công nghệ cơ giới hóa khai thác thử nghiệm; hoàn thiện quy trình công nghệ khai thác, hộ chiếu chống giữ

và khai thác, biện pháp xử lý kỹ thuật, biện pháp kỹ thuật an toàn.v.v.

Sản phẩm tương ứng là tập “Hoàn thiện quy trình công nghệ khai thác, hộ chiếu chống giữ và khai thác, biện pháp xử lý kỹ thuật, biện pháp kỹ thuật an toàn”

6 Xây dựng hướng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác được lựa chọn áp dụng thử nghiệm trong điều kiện vỉa dốc, chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.

Sản phẩm tương ứng là tập “hướng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác trong điều kiện vỉa dốc có chiều dày mỏng đến trung bình tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh”.

Như vậy tổng hợp các sản phẩm của đề tài bao gồm “Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài”; 06 báo cáo chuyên đề; Dự án đầu tư “áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hoá khai thác bằng tổ hợp dàn chống cho các vỉa dốc - Công ty than Mạo Khê”, bao gồm thuyết minh dự án, thiết kế cơ sở; Thiết kế kỹ thuật thi công

“Dự án áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hoá khai thác bằng tổ hợp dàn chống cho các vỉa dốc - Công ty than Mạo Khê”.

năng áp dụng các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác

31

1.1.

Đánh giá các yếu tố điều kiện địa chất các vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình ảnh hưởng đến khả năng áp các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác

31

1.2.

Tổng hợp trữ lượng và điều kiện địa chất các vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình ở các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

45

Chương 2:

Nghiên cứu lựa chọn và đề xuất các sơ đồ công nghệ, đồng

bộ thiết bị cơ giới hoá khai thác phù hợp với điều kiện các vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình ở các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh

59

2.1.

Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng công nghệ khai thác các vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình bằng phương pháp thủ công truyền thống tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh

59

2.2.

Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình ở các nước có nền công nghiệp khai thác than phát triển

70

2.3.

Lựa chọn và đề xuất các sơ đồ công nghệ, đồng bộ thiết bị cơ

giới hoá khai thác phù hợp với điều kiện các vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình ở các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh

79

Chương 3:

Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hoá

khai thác tại khu vực đặc trưng cho điều kiện vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình của vùng Quảng Ninh

103

3.1 Thiết kế công nghệ khai thác cơ giới hoá 103

3.2 Triển khai áp dụng thử nghiệm 113

3.3 Đánh giá kết quả công tác khai thác thử nghiệm 114

3.4. Đánh giá sự làm việc của đồng bộ thiết bị cơ giới hoá khai

Chương 4: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ cơ giới hoá khai thác

4.1. Hoàn thiện thông số kỹ thuật cơ bản của sơ đồ công nghệ

(chiều dài cột theo hướng dốc và chiều dài lò chợ 2ANSH) 1224.2 Hoàn thiện hộ chiếu chống giữ gương khai thác 134

4.3 Hoàn thiện các biện pháp xử lý kỹ thuật, an toàn 139

4.4. Hoàn thiện quy trình công nghệ khai thác sử dụng tổ hợp

167

5.1. Xây dựng hướng dẫn áp dụng công nghệ khai thác và đồng bộ

5.2.

Quy hoạch chuẩn bị các khu vực vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình của vùng Quảng Ninh theo sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác lựa chọn

168

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Số TT Ký hiệu (Chữ viết tắt) ý nghĩa (chữ viết đầy đủ)

Danh mục các bảng Số

1 Bảng 1.1 Phân loại đá vách theo tính điều khiển 43

3 Bảng 1.3 Bảng tổng hợp trữ lượng các vỉa dốc có chiều dày mỏng

đến trung bình tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 46

4 Bảng 1.4 Bảng tổng hợp trữ lượng than theo chiều dày vỉa 47

5 Bảng 1.5 Bảng tổng hợp trữ lượng theo góc dốc vỉa 49

6 Bảng 1.6 Bảng tổng hợp trữ lượng than theo tổ hợp các yếu tố chiều

7 Bảng 1.7 Bảng phân bố trữ lượng than theo chiều dài đường phương 52

8 Bảng 1.8 Bảng phân bố trữ lượng than theo chiều dài đường hướng

18 Bảng 2.8 Đặc tính kỹ thuật của máy khoan VPS-01 89

19 Bảng 2.9 Đặc tính kỹ thuật của trạm bơm thủy lực 89

20 Bảng 2.10 Đặc tính kỹ thuật của máy bào 1ANSHM 92

21 Bảng 2.11 Đặc tính kỹ thuật của một số loại tổ hợp thiết bị khai thác

26 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp thiết bị trong dây chuyền cơ giới hóa đề xuất 105

27 Bảng 3.2 Khối tích các đường lò khai thông chuẩn bị trong khu vực 108

28 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản theo

31 Bảng 4.1 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất lò chợ 141

32 Bảng 4.2 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất lò chợ 142

34 Bảng 4.4 Chi phí gỗ chống cho lò thượng thông gió giữ hậu 144

35 Bảng 4.5 Chi phí gỗ cho khai thác lò chợ lắp đặt dàn chống 145

36 Bảng 4.6 Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ (hoàn thiện) 148

37 Bảng 4.7 Bảng đặc tính một số loại máy khoan – cào vơ của Nga 154

38 Bảng 4.8 Bảng đặc tính một số loại xe khoan TAMROCK 155

39 Bảng 4.9 Đặc tính kỹ thuật của máy xúc lật sau 1IIIIH-5 155

40 Bảng 4.10 Đặc tính kỹ thuật của máy xúc lật hông LBS-500W 156

41 Bảng 4.11 Bảng đặc tính một số loại máy combai đào lò của các nước 157

42 Bảng 4.12 Đặc tính kỹ thuật của máy khoan БГА2М 163

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

1 Hình 1.1 Mối tương quan giữa trữ lượng địa chất theo các khoáng

2 Hình 1.2 Mối tương quan trữ lượng địa chất theo chiều dày giữa các

khu vực vỉa than dốc có chiều dày mỏng đến trung bình 48

3 Hình 1.3 Mối tương quan trữ lượng địa chất theo góc dốc giữa các

khu vực vỉa than dốc có chiều dày mỏng đến trung bình 49

4 Hình 1.4

Mối tương quan trữ lượng địa chất theo tổ hợp chiều dày

và góc dốc trong các khu vực vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình

51

5 Hình 1.5

Mối tương quan giữa chiều dài theo phương với trữ lượng

địa chất trong các khu vực vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình

52

6 Hình 1.6

Mối tương quan giữa chiều dài theo hướng với trữ lượng

địa chất các khu vực vỉa than dốc có chiều dày mỏng đến trung bình

53

7 Hình 1.7 Phân bố trữ lượng vỉa than theo đá vách trực tiếp 54

8 Hình 1.8 Phân bố trữ lượng vỉa than theo đá vách cơ bản 55

9 Hình 1.9 Phân loại trữ lượng vỉa than theo đá trụ trực tiếp 55

10 Hình 1.10 Mối tương quan trữ lượng than theo chiều dày và góc dốc

11 Hình 2.1

Sơ đồ công nghệ khai thác buồng - lò thượng chéo áp dụng tại Công ty than Vàng Danh, Mạo Khê và một số mỏ hầm lò khác

67

19 Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ dốc chia bậc chân khay 68

kiểu Kakuchi của Nhật Bản

20 Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò chợ bậc

21 Hình 2.9

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc, khấu gương bằng máy bào than hoặc máy combai, chống giữ lò chợ bằng dàn chống tự hành

71

22 Hình 2.10

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương khấu gương bằng máy bào than hoặc máy combai, chống giữ lò chợ bằng dàn tự hành

26 Hình 2.14 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu than

27 Hình 2.15 Sơ đồ công nghệ khai thác bằng sức nước trong điều kiện

96

36 Hình 2.24 Hình ảnh một số kiểu dàn chống tự hành áp dụng cho vỉa

37 Hình 3.1 Sơ đồ đường lò khu vực đề xuất áp dụng thử nghiệm tại

vỉa 8 cánh Bắc mức -80 ữ +30 Công ty than Mạo Khê 104

38 Hình 3.2

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc, khấu gương bằng máy bào than hoặc máy com bai, chống giữ lò chợ bằng dàn chống tự hành

41 Hình 4.1 Mối tương quan giữa chiều dài theo hướng dốc của cột

khấu và tỷ lệ tổn thất do để lại trụ bảo vệ 124

42 Hình 4.2a Biến dạng lò thượng thông gió giữ hậu 126

43 Hình 4.2b Tương quan giữa giá trị dịch động chiều cao lò với thời

44 Hình 4.3

Mối tương quan giữa chiều dài theo hướng dốc của cột khấu, tốc độ tiến gương trung bình và hiệu suất sử dụng thiết bị

128

45 Hình 4.4 Mối tương quan giữa diện tích lộ trần với thời gian tồn tại

của đá vách và tốc độ khấu – chống của lò chợ cơ giới hóa 131

46 Hình 4.5

Mối tương quan giữa chiều dài theo hướng dốc của cột khấu, chiều dài lò chợ và chi phí gỗ cho 1000T than khai thác

133

48 Hình 4.7 Sơ đồ bố trí thiết bị đo tại trạm quan trắc áp lực mỏ lò chợ 135

49 Hình 4.8 Biểu đồ áp lực trong lò chợ tại dàn chống số 52 136

50 Hình 4.9 Hộ chiếu chống khám lắp đặt dàn theo thiết kế 150

51 Hình 4.10 Hộ chiếu chống khám và vị trí lắp đặt dàn theo thiết kế 151

52 Hình 4.11 Hộ chiếu chống khám hoàn thiện và vị trí lắp đặt dàn

53 Hình 4.12 Khấu, chống khám thêm tiến độ để lắp đặt dàn chống theo

54 Hình 4.13 Sơ đồ công nghệ đào lò trong than sử dụng máy combai

55 Hình 4.14 Sơ đồ công nghệ cơ giới hóa đào lò trong đá sử dụng xe

56 Hình 4.15 Một số thiết bị cơ giới hóa đào lò đá 161

57 Hình 4.16 Một số thiết bị cơ giới hóa đào lò than và đá 161

58 Hình 4.17 Sơ đồ công nghệ đào lò thượng dốc sử dụng máy khoan

Mở đầu

Tại vùng than Quảng Ninh, trong phạm vi các mỏ hầm lò tính đến mức đã thăm dò và lập các dự án khai thác, có trữ lượng than đáng kể (khoảng 86 triệu tấn) thuộc về các vỉa dốc (dốc nghiêng và dốc đứng: α > 35 ° ), có chiều dày mỏng và trung bình (0,71 ữ 3,5 m) Việc khai thác các vỉa than này là cần thiết để gia tăng sản lượng, tiết kiệm tài nguyên và nâng cao hiệu quả của các dự án khai thác mỏ.

Tuy nhiên, khi thực hiện khai thác các vỉa than dốc sẽ gặp các khó khăn trong

đào chống lò, đi lại cũng như vận chuyển vật liệu ở độ dốc cao v.v… do vậy các giải pháp công nghệ trong khai thác phải đáp ứng là khắc phục được ảnh hưởng xấu của độ dốc lớn như: sự trôi trượt của than khai thác từ gương và trôi trượt của đất đá sập đổ từ phá hoả là rất lớn; lực đẩy xô cột chống theo chiều dốc và sự trượt nền lò làm mất ổn định vì chống.v.v

Việc khai thác các vỉa than mỏng thường có hiệu quả thấp hơn khai thác các vỉa than dày do trữ lượng than trên một đơn vị diện tích là nhỏ và không gian khai thác chật hẹp.

Những vấn đề trên đây là sự phức tạp trong khai thác các vỉa than dốc, mỏng

và dày trung bình nói chung và đặc biệt khó khăn hơn đối với vùng Quảng Ninh khi trình độ công nghệ khai thác cơ giới hoá của ta còn thấp và điều kiện địa chất các vỉa than dốc, mỏng và dày trung bình tại đây phức tạp.

Trên thế giới, công nghệ khai thác các vỉa than dốc, mỏng và dày trung bình

đã phát triển từ thủ công đến cơ giới với nhiều loại hình khác nhau thuộc về hai dạng cơ bản là gương lò ngắn và gương lò chợ dài Các hệ thống khai thác áp dụng gồm cột ngắn, cột dài, không có người trong gương khai thác, khai thác theo các dải bằng máy cưa than v.v…Công nghệ khai thác hiện nay ở nhiều nước phát triển đã cơ giới hoá: khấu than bằng máy combai hoặc máy bào than, hoặc kết hợp nổ mìn với máy tời cào; chống giữ lò chợ bằng cột thuỷ lực hoặc dàn tự hành hoặc không chống giữ; do vậy đã nâng cao sản lượng, năng suất khai thác và nâng cao mức độ

an toàn lao động.

Tại các mỏ than hầm lò của Việt Nam, các vỉa than dốc, mỏng và dày trung bình đã được khai thác bằng các hệ thống buồng, phá nổ phân tầng (tại nhiều mỏ),

dàn chống cứng (ở các mỏ Vàng Danh, Mạo Khê), dàn chống mềm (ở mỏ Vàng Danh), cột dài theo phương với lò chợ bậc chân khay, chống giữ bằng cột thuỷ lực (ở

mỏ Hồng Thái), lò chợ bậc chân khay với điều khiển vách bằng chèn lò (ở mỏ Mạo Khê), lò dọc vỉa phân tầng kết hợp lỗ khoan đường kính lớn (ở các mỏ Đồng Vông, Quang Hanh) Trong các hệ thống khai thác trên, công nghệ khấu gương thực hiện bằng khoan nổ mìn, chống lò bằng gỗ, hoặc cột thuỷ lực đơn, hoặc giá thuỷ lực di

động; như vậy bản chất công nghệ vẫn là thủ công, nên các chỉ tiêu sản lượng, năng suất lao động thấp, tổn thất than cao, mức độ an toàn còn hạn chế Một mặt khác, do

sự phức tạp của điều kiện địa chất mỏ, sự đòi hỏi điều kiện áp dụng khác nhau của

hệ thống công nghệ khai thác, tính chất phức tạp của công nghệ và hiệu quả đạt

được thấp của quá trình áp dụng thử nghiệm, nên nhiều hệ thống khai thác đã không

được mở rộng như hệ thống buồng, các hệ thống khai thác bằng dàn chống cứng và mềm, hệ thống lò chợ chân khay với điều khiển vách bằng chèn lò Sự khó khăn trong việc lựa chọn và áp dụng công nghệ khai thác các vỉa than dốc, mỏng và dày trung bình ở các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh đã đặt vấn đề cho công tác nghiên cứu.

Năm 2004, Viện Khoa học Công Nghệ Mỏ- Vinacomin (Viện KHCN Mỏ) đã thực hiện đề tài cấp Bộ Công Nghiệp “Nghiên cứu công nghệ khai thác cho các vỉa mỏng trong các khoáng sàng mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh” của TS Nguyễn Anh Tuấn; và đề tài cấp Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) “Nghiên cứu khả năng phát triển công nghệ khai thác các vỉa than độ dốc lớn theo hướng áp dụng các dàn chống (không phân mảng, dàn chống có đế trượt, giá thuỷ lực di động) và phương pháp nổ mìn trong lỗ khoan dài đường kính lớn” của ThS Trần Tuấn Ngạn Kết quả nghiên cứu của các đề tài trên đã định hướng triển khai áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hoá cho các vỉa than dốc, mỏng và dày trung bình trong điều kiện các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.

Hiện nay, trước yêu cầu nâng cao sản lượng, năng suất và an toàn lao động trong khai thác than, việc cơ giới hoá khai thác than hầm lò là con đường tất yếu mà Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam phải triển khai Tuy nhiên trong điều kiện địa chất mỏ phức tạp, trình độ công nghệ khai thác và cơ khí mỏ … của ta còn hạn chế, nên các công nghệ cơ giới hoá khai thác than hầm lò cần được

triển khai từng bước theo các loại mô hình, theo qui mô và đặc biệt cần có nghiên cứu, triển khai thử nghiệm, đúc rút kinh nghiệm và hoàn thiện công nghệ Thực hiện chủ trương này của Tập đoàn, Viện KHCN Mỏ đã phối hợp với một số mỏ hầm lò (Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu) triển khai thực hiện trước các dự án cơ giới hoá khai thác các vỉa than thoải và nghiêng, là vỉa than thuận lợi thực hiện khai thác cơ giới hoá Tiếp theo, ở thời điểm hiện nay, việc triển khai đề tài “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa than dôc, chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh” là cần thiết, cấp bách và mang tính thời sự Chính vì vậy, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ký hợp đồng số 008/2009/HĐ-

ĐTĐL ngày 02 tháng 01 năm 2009 với Viện KHCN Mỏ thực hiện nội dung nghiên cứu của đề tài trên.

Những thông tin cơ bản về đề tài như sau:

1 Thời gian thực hiện: 24 tháng, từ 01/2009 đến 12/2010.

2 Thuộc chương trình: Đề tài độc lập

3 Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin, thuộc Tập

đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam (VINACOMIN).

4 Các cơ quan và tập thể chuyên gia phối hợp thực hiện đề tài: Công ty

Than Mạo Khê; Công ty Than Hồng Thái; các chuyên gia trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam.

5 Bộ chủ quản: Bộ Công Thương.

6 Chủ nhiệm đề tài: TS Trương Đức Dư

7 Mục tiêu của đề tài:

- Xây dựng các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác phù hợp với điều kiện

địa chất – kỹ thuật các vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ hầm

công nghệ để áp dụng cho các khu vực khác có điều kiện tương tự.

8 Nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai thực nghiệm của đề tài:

a Nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ các vỉa than dốc, có chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ hầm lò đến khả năng áp dụng các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác.

- Đánh giá tổng thể điều kiện địa chất – kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa dốc, chiều dày mỏng và trung bình có khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hoá.

- Đánh giá tổng hợp kinh nghiệm áp dụng công nghệ khai thác các vỉa dốc,

có chiều dày mỏng và trung bình bằng phương pháp thủ công truyền thống tại các

b Nghiên cứu xây dựng sơ đồ công nghệ, lựa chọn đồng bộ thiết bị và thiết

kế áp dụng phù hợp cho một số điều kiện địa chất – kỹ thuật mỏ đặc trưnưg trong

điều kiện vỉa dốc, có chiều dày mỏng và trung bình ở các mỏ hầm lò.

- Công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, sử dụng dàn chống tự hành kết hợp với lỗ khoan dài.

- Công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc, khấu gương lò chợ bằng máy bào than hoặc máy combai, chống giữ lò chợ bằng dàn chống tự hành.

- Công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu gương lò chợ bằng máy bào than hoặc máy combai, chống giữ lò chợ bằng dàn chống tự hành.

c Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hoá khai thác tại khu vực đặc trưng cho điều kiện vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình của vùng Quảng Ninh.

- Lựa chọn khu vực áp dụng thử nghiệm và xây dựng, tính toán, thiết kế áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác.

- áp dụng thử nghiệm và theo dõi đánh giá kết quả (kinh tế – kỹ thuật) đạt

được của công nghệ áp dụng thử nghiệm.

d Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ cơ giới hoá khai thác được lựa chọn áp dụng thử nghiệm tại khu vực đặc trưng cho điều kiện dốc chiều dày mỏng và trung bình của vùng Quảng Ninh.

- Hoàn thiện các thông số kỹ thuật cơ bản của sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác thử nghiệm; hoàn thiện quy trình công nghệ khai thác, hộ chiếu chống giữ

và khai thác, biện pháp xử lý kỹ thuật, biện pháp kỹ thuật an toàn v.v

- Hoàn thiện phương pháp chuẩn bị và cơ giới hoá đào chống lò chuẩn bị phục vụ công tác khai thác để nâng cao hiệu quả sản xuất.

e Xây dựng hướng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác lựa chọn áp dụng thử nghiệm cho các vỉa dốc, chiều dày mỏng và trung bình của vùng Quảng Ninh có điều kiện tương tự.

9 Cách tiếp cân, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng:

- Cách tiếp cận: Để giải quyết được các nội dung nhằm đạt mục tiêu nghiên

cứu, đề tài tiếp cận bằng cách tiến hành đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất – Kỹ thuật mỏ các vỉa dốc có chiều dày mỏng và trung bình tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh; tổng hợp các kinh nghiệm khai thác áp dụng công nghệ cơ giới hoá trong điều kiện tương tự ở nước ngoài; trên cơ sở đó, xác định được phạm vi áp dụng của từng loại hình công nghệ cơ giới hoá, nghiên cứu đề xuất, lựa chọn các sơ đồ công nghệ - đồng bộ thiết bị cơ giới hoá phù hợp với điều kiện địa chất – kỹ thuật của vùng Quảng Ninh và lựa chọn áp dụng thử nghiệm công nghệ trong một điều kiện cụ thể Trong quá trình khai thác thử nghiệm sẽ tiến hành theo dõi, đo đạc, phân tích số liệu, đánh giá các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của công nghệ; trên cơ sở

đó sẽ hoàn thiện các thông số của sơ đồ công nghệ khai thác cũng như quy trình công nghệ, hộ chiếu khai thác và lập hướng dẫn áp dụng.

- Phương pháp nghiên cứu: đề tài đã lựa chọn sử dụng các phương pháp

nghiên cứu chính bao gồm:

Phương pháp thống kê, phân tích và đánh giá tổng hợp trữ lượng than và điều

kiện địa chất – kỹ thuật mỏ gắn với phạm vi áp dụng của công nghệ.

Phương pháp phân tích so sánh hiệu quả kinh tế – kỹ thuật trong việc lựa chọn các phương án công nghệ.

Phương pháp khảo sát và quan trắc, đo đạc dịch động, biến dạng và áp lực mỏ tại hiện trường để kiểm tra và hoàn thiện các thông số cơ bản của sơ đồ công nghệ

và đề xuất các giải pháp xử lý kỹ thuật trong quá trình khai thác.

- Kỹ thuật sử dụng:

Sử dụng máy tính và các phần mềm chuyên dụng để tổng hợp, phân tích và

xử lý các số liệu về quan trác dịch động, biến dạng, áp lực mỏ và chỉ tiêu kinh tế –

kỹ thuật của công nghệ

Sử dụng các thiết bị đo đạc dịch động và áp lực mỏ chuyên dùng.

- Tính mới, tính sáng tạo của đề tài: Lần đầu tiên nghiên cứu đề xuất, thiết

kế và đưa vào áp dụng một sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác tại vùng Quảng Ninh cho khoáng sàng than đặc trưng có điều kiện dốc, chiều dày mỏng và trung bình và xây dựng hướng dẫn áp dụng công nghệ cho các điều kiện tương tự.

* Trong quá trình triển khai đề tài, các nội dung và kết quả nghiên cứu mới

đã được thông tin trên tạp chí Thông tin “Khoa học Công nghệ Mỏ” của Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin, với số lượng 05 bài Đăng trên Hội nghị khoa học

kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XX với số lượng 01 bài.

Nhóm đề tài cám ơn sự hợp tác của các chuyên gia trong và ngoài ngành trong quá trình triển khai thực hiện, cám ơn các cán bộ công nhân trực tiếp tham gia

áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa khai thác bằng tổ hợp 2ANSH tại hai công ty than Mạo Khê.

Chương 1

Nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của điều kiện địa chất –

kỹ thuật mỏ các vỉa than dốc có chiều dày mỏng và trung bình ở các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh đến khả năng áp dụng các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác

-1.1 Đánh giá các yếu tố điều kiện địa chất các vỉa than dốc, chiều dày mỏng và trung bình ảnh hưởng đến khả năng áp các sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác

1.1.1 Phương pháp đánh giá

Để đánh giá tổng hợp đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ và khả năng

áp dụng cơ giới hoá khai thác vào một khu vực khoáng sàng than cụ thể, hiện nay trên thế giới sử dụng rộng rãi 2 phương pháp là phương pháp cho điểm và phương pháp đánh giá tổng hợp các chỉ tiêu mỏ địa chất theo yêu cầu của từng loại công nghệ cơ giới hoá áp dụng.

Phương pháp thứ nhất - Phương pháp cho điểm: Phương pháp cho điểm được

các nước tư bản phát triển và một số nước khác thường sử dụng Nội dung của phương pháp này là đánh giá tổng hợp các điều kiện mỏ địa chất, kỹ thuật, kinh tế, xã hội, thị trường tiêu thụ… và được lượng hoá bằng thang điểm, sau đó căn cứ vào tổng số điểm cao hay thấp để đánh giá khả năng ứng dụng sơ đồ cơ giới hoá nhiều hay ít của mỗi khoáng sàng than cụ thể Để đáp ứng được yêu cầu nói trên thì phương pháp này đòi hỏi số liệu đầu vào phải đa dạng và đảm bảo độ chính xác cao,

số lượng mẫu phân tích phải đầy đủ về định tính và định lượng.

Ưu điểm của phương pháp là đề cập một cách tổng thể quá trình khai thác than tại một khoáng sàng và ảnh hưởng của quá trình khai thác tới mọi vấn đề của xã hội như:

- Phân tích các yếu tố về kinh tế, xã hội, môi trường, sinh thái của cả vùng bị

ảnh hưởng do quá trình khai thác khoáng sàng than cụ thể nào đó nằm trong khu vực.

- Dự báo thị trường tiêu thụ than, phân tích giá cả, dự trù số lượng than cần

thiết theo từng thời gian.

- Phân tích điều kiện địa chất, tính chất cơ lý đất đá, than v.v.

- Đề cập tới công tác xây dựng cơ sở hạ tầng như tuyến vận tải than, kho bãi chứa than, bến cảng rót than, hệ thống cung cấp nước, hệ thống thông gió, nhà xưởng sửa chữa, v.v trong cả vùng ảnh hưởng.

- Dự báo kế hoạch đào tạo đội ngũ cán bộ và công nhân tham gia trực tiếp và gián tiếp vào công nghệ.

Để đáp ứng được yêu cầu nói trên của phương pháp này thì số liệu đầu vào phải đa dạng và bảo đảm độ chính xác cao như dùng kỹ thuật phân tích ảnh viễn thám, số liệu thống kê địa chất theo thời gian, số liệu cập nhật thống kê các thông tin kỹ thuật, v.v Số lượng mẫu phân tích phải đầy đủ về định tính và định lượng, phân tích xử lý bằng máy móc hiện đại.

Phương pháp thứ hai - Phương pháp đánh giá tổng hợp trữ lượng than và đặc

điểm các yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ: Phương pháp đánh giá tổng hợp

các chỉ tiêu mỏ địa chất của Viện VNIMI theo yêu cầu công nghệ được Liên Xô (cũ) và Việt Nam sử dụng phổ biến, cho kết quả tốt Nội dung của phương pháp là

đánh giá từng chỉ tiêu mỏ địa chất của khoáng sàng như: chiều dày, góc dốc, độ ổn

định vách và trụ vỉa, mức độ phay phá, độ chứa khí, lực cản cắt của than… sau đó tổng hợp chúng và lựa chọn sơ đồ công nghệ phù hợp Phương pháp này có đặc điểm khác so với phương pháp cho điểm là từng chỉ tiêu mỏ địa chất được đánh giá về mặt

định tính và định lượng riêng biệt.

Đối với ngành khai thác than hầm lò Việt Nam, do được đào tạo và trang thiết bị thí nghiệm hiện có, nên từ trước đến nay tại Việt Nam thường sử dụng phương pháp đánh giá tổng hợp các chỉ tiêu mỏ địa chất theo yêu cầu công nghệ.

Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố địa chất cơ bản đối với lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác được đánh giá bằng định lượng thông qua trữ lượng than Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này trước tiên là phải xác định các yếu tố địa chất phức tạp, sau đó phân bố trữ lượng than theo các yếu tố địa chất đã được xác

định.

Như vậy, để phù hợp với điều kiện hiện tại trong nước đề tài sẽ đánh giá tổng hợp đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ theo phương pháp thứ hai (phương pháp đánh giá tổng hợp trữ lượng than và đặc điểm các yếu tố điều kiện địa chất –

kỹ thuật mỏ) Thứ tự đánh giá được tiến hành theo từng khu vực của khoáng sàng, mỗi khu vực đánh giá theo từng khối, mỗi khối đánh giá theo các vỉa và theo từng mức của vỉa trong giới hạn thăm dò tỷ mỉ hoặc trong giới hạn đã được thiết kế quy hoạch trên bình đồ tính trữ lượng Tuy nhiên, trong thời gian tới cần nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu để đánh giá theo phương pháp cho điểm để nâng cao mức độ

đánh giá điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ.

1.1.2 Tài liệu sử dụng

- Giải trình thuyết minh báo cáo thăm dò địa chất các giai đoạn của các công

ty than (06 mỏ) trong phạm vi đánh giá.

- Bản đồ địa hình khu mỏ.

- Các mặt cắt địa chất trong khu vực.

- Các thiết đồ lỗ khoan.

- Bình đồ tính trữ lượng các vỉa than.

- Bản đồ địa chất thuỷ văn, địa chất công trình.

- Cập nhật thành lò trong quá trình đào lò và khai thác.

- Ranh giới hiện trạng khu vực khai thác và trữ lượng đã khai thác, trữ lượng còn lại, tổn thất tài nguyên.

- Bản đồ tổng thể mở vỉa, chuẩn bị.

- Bản đồ khai thác.

- Hộ chiếu chống giữ và điều khiển đá vách.

- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

1.1.3 Trình tự đánh giá

Đánh giá mức độ tin cậy của các tài liệu địa chất.

- Lựa chọn các biện pháp kỹ thuật bảo vệ các công trình trên mặt đất và trong lò.

- Phân chia xác định các khối kiến tạo.

- Trong phạm vi từng khối kiến tạo tiến hành xác định:

+ Hình dạng hình học các khu vực khai thác.

+ Kích thước hình học theo phương và hướng cắm vỉa.

+ Chiều dày, độ dốc vỉa, số lượng lớp đá kẹp.

+ Tính chất cơ lý của than và đá kẹp.

+ Độ bền vững của đá vách, trụ vỉa than.

+ Khoảng cách giữa các vỉa.

+ Mức độ phá huỷ kiến tạo (Biên độ đứt gãy, nếp uốn, đặc điểm biến đổi chiều dày, góc dốc ).

- Lập bảng phân bố trữ lượng than theo chiều dày, góc dốc vỉa và các đặc

điểm địa chất của khối kiến tạo.

1.1.4 Đánh giá trữ lượng than

1.1.4.1 Đánh giá mức độ tin cậy của tài liệu địa chất

Trên cơ sở tài liệu địa chất, các kết quả cập nhật trong quá trình đào lò và khai thác trong khu vực hoặc các khu vực liên quan để đánh giá mức độ tin cậy của tài liệu Độ tin cậy của các tài liệu địa chất được xác định bằng sự so sánh các yếu tố

địa chất trong tài liệu ban đầu và tài liệu thực tế khi đào lò và khai thác Sự thay đổi của các yếu tố địa chất được tính bằng tỷ lệ % giữa hai số liệu định lượng của cùng một yếu tố địa chất.

Căn cứ vào mức độ tin cậy của tài liệu, từ đó đề xuất phương án thăm dò bổ sung cho khu vực.

1.1.4.2 Phân chia xác định các khối kiến tạo và đánh giá trữ lượng

Khối kiến tạo là một khu vực vỉa được giới hạn bởi các ranh giới tự nhiên hoặc ranh giới kỹ thuật như các đứt gãy lớn, lộ vỉa, ranh giới khai thác lộ thiên - hầm lò, giới hạn các trụ bảo vệ các đối tượng tự nhiên hoặc nhân tạo trên mặt địa hình hoặc trong lò, giới hạn chiều dày tối thiểu, trục các lớp lồi lõm hoặc nếp uốn

vỉa, v.v Khối kiến tạo là dấu hiệu chính để phân chia khu vực khai thác.

Trong phạm vi từng khối kiến tạo, trữ lượng than được xác định theo các tài liệu địa chất và phương pháp hiện hành, trữ lượng là tích số giữa diện tích thực của khu vực với chiều dày vỉa trung bình trong giới hạn đánh giá và trọng lượng thể tích của than Diện tích thực chính là diện tích chiếu bằng (đo được trên bình đồ tính trữ lượng) chia cho cos α , trong đó α - là góc dốc trung bình của vỉa.

Sau khi tính được trữ lượng, tiến hành xác định phần trữ lượng tổn thất, bao gồm tổn thất để lại các trụ bảo vệ gần biên giới khai thác, lộ vỉa, đứt gãy địa chất, trụ bảo vệ các đối tượng tự nhiên và nhân tạo trên mặt địa hình và trong lò Hiệu số

2 giá trị trên chính là trữ lượng đánh giá.

Tổng hợp trữ lượng của các khối kiến tạo, các khu vực vỉa sẽ xác định được trữ lượng của vỉa và của mỏ, khoáng sàng.

1.1.4.3 Phân chia trữ lượng theo các yếu tố

Việc phân chia trữ lượng theo các yếu tố nhằm phục vụ công tác quy hoạch khai thác, lựa chọn công nghệ và xây dựng kế hoạch khai thác.

Để đáp ứng yêu cầu nói trên, thường phân chia trữ lượng theo các yếu tố chiều dày vỉa; góc dốc vỉa; tổ hợp 2 yếu tố chiều dày và góc dốc; kích thước theo phương; kích thước theo hướng dốc, v.v.

Từ các kết quả phân chia theo từng yếu tố, xây dựng biểu đồ với một trục là

tỷ lệ phần trăm, trục còn lại là các giới hạn phân chia, ví dụ đối với yếu tố chiều dày vỉa, phân chia thành các giới hạn chiều dày 0,71 m ữ 1,2 m (vỉa mỏng); 1,21 m ữ 3,5

m (vỉa dày trung bình).v.v Trường hợp phân chia theo tổ hợp yếu tố chiều dày và góc dốc, phải sử dụng biểu đồ 3D.

1.1.5 Đánh giá các yếu tố điều kiện địa chất kỹ thuật

1.1.5.1 Các yếu tố đánh giá chung

Các chỉ tiêu đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ là cơ sở để lựa chọn các sơ đồ công nghệ khai thác hợp lý Trước khi tiến hành lựa chọn áp dụng một sơ đồ công nghệ khai thác nào đó cần thiết phải nghiên cứu đánh giá một

cách tổng thể điều kiện địa chất, hiện trạng khoáng sàng dự kiến áp dụng và đặc

điểm điều kiện kỹ thuật mỏ.

a Mức độ phá huỷ kiến tạo

Phương pháp đánh giá mức độ phá huỷ kiến tạo, được biểu thị bằng hai hệ số

đặc trưng cho số lượng chiều dài và biên độ của phay phá.

- Hệ số biểu thị tổng chiều dài các phay phá trên một đơn vị diện tích của khu vực nghiên cứu được xác định theo công thức: K 1 = L/S (m/ha).

Trong đó: L - Tổng chiều dài phay phá trong khu vực nghiên cứu, m; S - Diện tích khu vực nghiên cứu, ha.

Phá huỷ kiến tạo được phân loại như sau:

Loại 1: K 1 < 50 m/ha – phá huỷ yếu, gây tổn thất than 5 ữ 12 %.

Loại 2: K 1 = 50 ữ 150 m/ha – phá huỷ tương đối mạnh, gây tổn thất than 12 ữ

Trong đó: L - Chiều dài đường lò, km; n - Số lượng phay phá.

Biên độ dịch chuyển của các đứt gãy kiến tạo, và số lượng các đứt gãy kiến tạo đều ảnh hưởng rất lớn tới hiệu quả áp dụng của công nghệ Đối với những đứt gãy kiến tạo có biên độ dịch chuyển nhỏ (0,3 ữ 0,5 m), trong quá trình khai thác cần phải có các giải pháp đặc biệt để khai thác vượt qua các đứt gãy, phay phá.

b Mức độ ảnh hưởng của địa chất thuỷ văn, địa chất công trình

- Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, mức độ ảnh hưởng của địa chất thuỷ văn tới sơ đồ công nghệ khai thác than phân biệt rõ theo mùa mưa và mùa khô hàng năm Lưu lượng và tính chất của nước ở trong mỏ ảnh hưởng lớn tới các sơ đồ công nghệ.

- Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của địa chất công trình cần xem xét cả khoáng sàng than, phát hiện được các sụt lở, đứt gãy lớn, xác định độ bền cơ học và cơ lý của nham thạch nằm gần phay phá kiến tạo, sự thay đổi độ liên kết cơ học khi các nham thạch ngậm nước, v.v.

c Đánh giá ảnh hưởng của các vỉa nằm gần nhau

Nếu trong cùng một khoáng sàng có các vỉa than nằm gần nhau (gọi là cụm vỉa) sẽ gây nhiều khó khăn cho công tác khai thác, vì khi tiến hành khai thác bất kỳ vỉa nào trong cụm vỉa sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên tất cả các vỉa khác Do đó phải có các biện pháp và trình tự khai thác hữu hiệu khi khai thác các vỉa.

d Xác định hàm lượng quy luật phát thải và mức độ nguy hiểm của các loại khí cháy, nổ, khí độc tiềm ẩn trong mỏ

Trong các mỏ khai thác than hầm lò có nhiều loại khí cháy nổ như khí mêtan

và đồng đẳng, khí Hyđrô; khí độc gồm Cacbonic (CO 2 ), Oxyt Cacbon (CO), Oxyt Nitơ (NO 2 ), SO 2 , v.v Trong đó đặc biệt là khí mêtan là nguyên nhân gây nổ và cháy khi hàm lượng đạt tới trị số nhất định và tạo ra các loại khí độc CO, NO2 rất nguy hiểm Độ giàu khí của mỏ ảnh hưởng lớn tới việc quyết định lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác hợp lý để tránh gây nổ và cháy mỏ do khí gây ra.

1.1.5.2 Các yếu tố đánh giá trong từng khối kiến tạo

1.1.5.2.1 Hình dạng, kích thước hình học theo phương và theo hướng dốc

Việc lựa chọn kích thước hình học khu vực áp dụng hợp lý sẽ quyết định đến hiệu quả áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác sử dụng dàn chống tự hành Giới hạn khu vực áp dụng được lựa chọn và phân chia hợp lý để tạo ra các khu vực lò chợ

có dạng hình chữ nhật với chiều dài theo phương và theo độ dốc ổn định Chiều dài gương khai thác (chiều dài theo độ dốc lò chợ) cần lựa chọn sao cho phù hợp với

điều kiện thuận lợi về điều khiển đá vách, tốc độ tiến gương, trình độ tổ chức công việc, phương pháp khấu than.v.v Chiều dài lò chợ ảnh hưởng tới hiệu quả của công nghệ cơ giới hóa.

Thông thường chiều dài lò chợ được xác định theo sơ đồ mở vỉa, chuẩn bị và công nghệ khai thác đã được phê duyệt Tại các khoáng sàng than vùng Quảng

Ninh, do điều kiện địa chất mỏ thuộc loại phức tạp, nên khả năng cơ giới hoá khai thác có hạn chế nhất định Tuy nhiên để tăng cường khai thác cơ giới hoá trong điều kiện phức tạp thì các khu vực không lớn cũng cần được xem xét Tại các nước có nền công nghiệp than phát triển, công nghệ khai thác cơ giới hoá cũng được áp dụng vào điều kiện phức tạp, nhưng kích thước khu khai thác nhỏ hợp lý để đảm bảo hiệu quả của công nghệ; theo kinh nghiệm chiều dài lò chợ được chọn trong khoảng 40 ữ

120 m; chiều dài theo phương khu khai thác tối thiểu gấp 2,5 ữ 3,0 lần chiều dài lò chợ (khoảng > 200 m); trữ lượng công nghiệp khu vực không nhỏ hơn 100.000 T.

1.2.5.1.2 Chiều dày vỉa và mức độ biến động chiều dày

- Chiều dày vỉa là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn thiết bị khấu than và đồng bộ thiết bị chống giữ, vận tải Căn cứ theo phân loại chiều dày vỉa các nhà sản xuất thiết bị đã thiết kế, chế tạo các chủng loại thiết bị khai thác và chống giữ cho vỉa mỏng (0,71 ữ 1,2 m), vỉa trung bình (1,21 ữ 3,5 m)

và vỉa dày trên 3,5 m.

+ Chiều dày trung bình của vỉa:

n

m m

n i i tb

∑

=

m min - Chiều dày của vỉa nhỏ nhất trong giới hạn của hình đánh giá (mét).

m max - Chiều dày của vỉa lớn nhất trong giới hạn của hình đánh giá (mét).

m tb - Chiều dày của vỉa trung bình trong giới hạn của hình đánh giá (mét).

mi- Chiều dày của vỉa tại điểm thứ i (mét).

n - Số điểm đo.

+ Mức độ biến động về chiều dày của vỉa:

Đặc trưng bằng hệ số được tính theo công thức:

% 100 1

m

m n

m m

Trong đó:

ν m - Hệ số biến động chiều dầy (%)

ứng với những giá trị của v m (mức độ thay đổi chiều dầy của vỉa), tiến hành phân chia vỉa theo các loại: Vỉa có chiều dầy ổn định, ổn định trung bình và không

ổn định.

Khi ν m < 15% - Vỉa đơn giản ít biến động (ổn định)

15% < ν m < 35% - Vỉa tương đối phức tạp (ổn định trung bình).

ν m > 35% - Vỉa biến động lớn (không ổn định).

Khu vực áp dụng cơ giới hóa khai thác các vỉa than dốc, chiều dày mỏng đến trung bình được lựa chọn trên cơ sở các vỉa than có mức độ biến động theo chiều dày thuộc loại ổn định đến ổn định trung bình.

1.2.5.1.3 Góc dốc vỉa và mức độ biến động góc dốc

- Góc dốc vỉa cũng là một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn đồng bộ thiết bị và công nghệ khai thác Theo góc dốc, các vỉa than được chia thành: vỉa thoải ( ≤ 15 0 ), vỉa nghiêng (15 ữ 35 0 ), vỉa dốc nghiêng (35 ữ 55 0 ) và vỉa dốc đứng ( ≥ 55 0 ).

+ Góc dốc trung bình của vỉa:

n

n

i i

∑

= 1



(độ);

α tb - Góc dốc của vỉa trung bình trong giới hạn của hình đánh giá (độ).

α i - Góc dốc của vỉa tại điểm thứ i (độ).

n - Số điểm đo.

+ Mức độ biến động về góc dốc:

Đặc trưng bằng hệ số được tính theo công thức:

% 100 1

1.2.5.1.4 Đặc điểm đá kẹp

Đá kẹp và các dạng đá ổ cứng trong vỉa than ảnh hưởng tới chất lượng than khai thác, hiệu quả khai thác và năng suất lao động (do phải nhặt sơ bộ đất đá trong gương khai thác) Còn khi áp dụng cơ giới hoá, đá kẹp còn ảnh hưởng lớn tới độ bền của thiết bị cơ giới hóa khấu gương Để đánh giá tính chất của đá kẹp phải thông qua tính chất cơ lý của chúng như lực kháng kéo, kháng nén, kháng cắt, độ kiên cố, v.v.

- Hệ số phần trăm đá kẹp trong vỉa được tính:

% 100

1

V

k k