LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG KHAI THÁC LÒ CHỢ MỨC 20 +20 VỈA 14 KHU II CÔNG TY THAN QUANG HANH

MỤC LỤC Trang Mở đầu 7 Các căn cứ và cơ sở lập thiết kế 9 Phần I Đặc điểm địa chất khu vực khai thác 9 I Khái quát chung 9 II Đặc điểm địa chất 9 Phần II Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất lựa chọn công nghệ khai thác cho vỉa 14 khu II 12 I Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất vỉa 14 khu II mức 20 : +20 Công ty Than Quang Hanh 12 II Lựa chọn công nghệ khai thác 15 Phần III Thiết kế công nghệ khai thác lựa chọn 18 Chương 1 Biên giới, trữ lượng khai trường 18 1.1 Biên giới khu vực áp dụng 18 1.2 Trữ lượng khai trường khu vực áp dụng 18 Chương 2 Chế độ làm việc và công suất thiết kế 19 2.1 Chế độ làm việc 19 2.2 Công suất thiết kế 19 Chương 3 Khai thông và chuẩn bị khai trường 20 3.1 Hiện trạng công tác khai thông và chuẩn bị 20 Chương 4 Hệ thống khai thác 22 4.1 Sơ đồ công nghệ khai thác 22 4.2 Lựa chọn vật liệu chống giữ lò chợ 23 4.3 Hộ chiếu chống giữ lò chợ 26 4.4 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 37 4.5 Quy trình công nghệ khai thác lò chợ giá thuỷ lực 42 4.6 Biện pháp xử lý một số sự cố thường gặp trong khai thác lò chợ chống giá thuỷ lực di động 52 Chương 5 Công tác vận tải 61 5.1 Hệ thống vận tải 61 5.2 Tính toán kiểm tra năng lực vận tải 61 Chương 6 Thông gió mỏ 63 6.1 Cấp khí mỏ 63 6.2 Phương pháp thông gió, sơ đồ thông gió 63 6.3 Tính toán thông gió 63 6.4 Chọn quạt 65 Chương 7 Thoát nước cung cấp nước cho khu vực 68 7.1 Thoát nước 68 7.2 Cấp nước 68 Chương 8 Cung cấp điện và trang bị điện 70 8.1 Nguồn cung cấp điện 70 8.2 Các thiết bị điện trong lò 70 8.3 Tính toán tổn thất điện áp 70 Chương 9 Các biện pháp kỹ thuật an toàn và vệ sinh công nghiệp 73 9.1 Biện pháp phòng chống cháy nổ khí 73 9.2 Biện pháp phòng chống nước mặt và bục nước 73 9.3 Cấp cứu mỏ 74 Chương 10 Các công tác khác 75 Chương 11 Tổ chức quản lý sản xuất và bố trí lao động 76 11.1 Sơ đồ quản lý sản xuất 76 11.2 Biên chế lao động 76 11.3 Năng suất lao động 76 Chương 12 Phần kinh tế 77 12.1 Tổng chi phí thực hiện 77 12.2 Tính toán giá thành phân xưởng 78 Kết luận và kiến nghị 97 Phụ lục: Hướng dẫn bảo quản, vận chuyển, kiểm tra, sử dụng hệ thống giá thủy lực thiết bị thủy lực Trung Quốc trong khai thác lò chợ 98

-o0o -ThuyÕt Minh Lùa chän c«ng nghÖ

vµ thiÕt kÕ kü thuËt thi c«ng khai th¸c

lß chî møc -20  +20 vØa 14 khu II

C«ng ty than quang hanh

Hµ Néi - 4/2007

-o0o -ThuyÕt minh Lùa chän c«ng nghÖ

vµ thiÕt kÕ kü thuËt thi c«ng khai th¸c

lß chî møc -20  +20 vØa 14 khu II

C«ng ty than quang hanh

C¬ quan qu¶n lý: TËp ®oµn CN Than - Kho¸ng s¶n ViÖt Nam C¬ quan chñ tr×: C«ng ty Than Quang Hanh

C¬ quan thùc hiÖn: ViÖn Khoa häc C«ng nghÖ Má

Hµ Néi, ngµy th¸ng 4 n¨m 2007

ViÖn KHCN Má

những ngời tham gia thực hiện

14 Nguyễn Đình Thống ThS - TP Máy &Thiết bị Mỏ

15 Nguyễn Thị Thái KS - Cán bộ Máy &Thiết bị Mỏ

16 Phùng Tuấn Hoàng KS - Cán bộ Máy &Thiết bị Mỏ

3 Nguyễn Minh Tuân TP Đầu t

5 Nguyễn Đức Chức Trắc địa trởng

6 Nguyễn Xuân Khoa Địa chất trởng

Và một số cán bộ phòng Kỹ thuật, Địa chất, Trắc địa Công ty

thông chuẩn bị vỉa 14 khu II và

mặt cắt địa chất trong khu vực khai

thác

HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-02

3 Hộ chiếu đào chống lò chuẩn bịkhu vực khai thác HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-03

4 Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợtrụ hạ trần sử dụng giá thuỷ lực HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-04

5 Hộ chiếu phá hoả ban đầu đá vách HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-05

6 Hộ chiếu lắp đặt giá thuỷ lực di độngtrong lò chợ HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-06

7 Hộ chiếu khai thác lò chợ trụ hạ trầnsử dụng giá thuỷ lực di động HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-07

8 Quy trình khai thác lò chợ trụ hạtrần sử dụng giá thuỷ lực di động HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-08

9 Một số biện pháp xử lý sự cố thờnggặp trong khai thác lò chợ HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-09

10 Một số biện pháp xử lý sự cố thờnggặp trong khai thác lò chợ HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-10

11 Một số biện pháp xử lý sự cố thờnggặp trong khai thác lò chợ HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-11

12 Một số biện pháp xử lý sự cố thờnggặp trong khai thác lò chợ HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-12

13 Hộ chiếu tháo, thu hồi giá thuỷ lực di động khi kết thúc diện khai thác HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-13

14 Sơ đồ thông gió vận tải HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-14

15 Sơ đồ bố trí thiết bị và cấp dịch HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-15

16 Sơ đồ bố trí thiết bị của trạm bơm dung dịch nhũ hoá HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-16

17 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-17

mục lục

Trang

Phần II Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất lựa chọn công nghệ khai thác cho vỉa 14 khu II 12

I Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất vỉa 14 khu II mức -20 -:- +20 Công ty Than Quang Hanh 12

3.1 Hiện trạng công tác khai thông và chuẩn bị 20

Ch¬ng 7 Tho¸t níc - cung cÊp níc cho khu vùc 68

98

Mở đầu

Theo kế hoạch sản xuất năm 2007, sản lợng than nguyên khai củaCông ty Than Quang Hanh sẽ đạt 1,15 triệu tấn trong đó than khai thác từhầm lò đạt 800 nghìn tấn Để đáp ứng đợc sản lợng khai thác, Công ty cầnphải nghiên cứu đổi mới công nghệ khai thác

Trong những năm gần đây công nghệ khai thác lò chợ trụ hạ trần,chống giữ bằng vì chống thuỷ lực đã đợc áp dụng rộng rãi tại các Công tynh: Nam Mẫu, Hà Lầm, Thống Nhất, Dơng Huy…, đem lại hiệu quả kinh, đem lại hiệu quả kinh

tế tốt, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao năng xuất lao động, giảm tổnthất tài nguyên Tuy nhiên, trong công nghệ khai thác này vấn đề điềukhiển áp lực mỏ phức tạp đòi hỏi khu vực áp dụng phải có điều kiện đá váchvỉa dễ sập đổ, do vậy để lựa chọn khu vực áp dụng, điều kiện địa chất mỏphải đợc nghiên cứu thấu đáo

Qua khảo sát khu vực lò chợ mức -20  +20 vỉa 14 khu II cho thấy:vỉa 14 nằm trên và cách vỉa 13 khoảng 35 m, vỉa có cấu tạo phức tạp, chiềudày trong toàn khu vực thay đổi từ 0,8  4,7 m, trung bình 3,6 m, trong vỉa

có từ 0  4 lớp kẹp thành phần chủ yếu là sét kết, chiều dày thay đổi từ 0

 1,14 m, góc dốc vỉa thay đổi từ 5  300 trung bình 130 Than trong vỉa cóchất lợng tốt, độ kiên cố từ 1  2, trọng lợng thể tích của than  = 1,5 T/m3.Vách trực tiếp của vỉa bao gồm các loại đá sét kết và bột kết Sát vỉa là lớpsét kết phân lớp mỏng có chiều dày thay đổi từ 0,2  0,8 m tiếp đến là bộtkết có chiều dày thay đổi từ 3,45  6,0 m trung bình là 4,5 m thuộc loạivách dễ sập đổ đến sập đổ trung bình Vách cơ bản là lớp cát kết, sạn kết,phân lớp dày tơng đối rắn chắc, chiều dày thay đổi từ 8  26 m, trung bình

18 m Đá trụ sát vỉa là lớp sét kết, bột kết phân lớp mỏng mềm yếu, chiềudày thay đổi từ 0,5  1,0 m Điều kiện địa chất thuỷ văn, công trình cũng

nh các hoạt động kiến tạo địa chất ảnh hởng không nhiều đến công tácchuẩn bị và khai thác Khu vực đợc xếp hạng I về cấp khí mỏ

Từ các điều kiện và các cơ sở phân tích nêu trên Công ty Than QuangHanh đã đề nghị Viện KHCN Mỏ nghiên cứu lựa chọn công nghệ và lập thiết

kế kỹ thuật thi công khai thác phần trữ lợng từ mức -20  +20 vỉa 14 khu II.Thiết kế đợc lập làm cơ sở để Công ty Than Quang Hanh triển khai trong thực

tế sản xuất

Những căn cứ và cơ sở lập thiết kế

* Thiết kế kỹ thuật thi công đợc lập trên cơ sở các tài liệu địa chất

-kỹ thuật do Công ty Than Quang Hanh cung cấp bao gồm:

- Báo cáo địa chất kết quả thăm dò tỉ mỉ khu mỏ than Đông Ngã HaiCẩm Phả - Quảng Ninh (trữ lợng tính đến ngày 31/12/2001) do Công ty Địachất và Khai thác khoáng sản, Xí nghiệp Địa chất - Trắc địa Cẩm Phả lậpnăm 2003 và đã đợc Hội đồng đánh giá trữ lợng khoáng sản phê chuẩn tạiquyết định số 518/QĐ-HĐGTKS ngày 27 tháng 6 năm 2003

- Kế hoạch kỹ thuật công nghệ năm 2007 của Công ty Than QuangHanh lập tháng 2 năm 2007

- Hiện trạng địa chất, khai trờng, tổng mặt bằng - vận tải ngoài vàhoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty

- Các tài liệu kỹ thuật, định mức, đơn giá nhân công, nguyên nhiênvật liệu, thiết bị mỏ đang đợc thực hiện và đợc Tập đoàn Công nghiệpthan - Khoáng sản Việt Nam phê duyệt

- Hợp đồng kinh tế số 140/HĐ-KHZ giữa Công ty Than Quang Hanh vàViện KHCN Mỏ ngày 20 tháng 03 năm 2007 về việc “Lựa chọn công nghệ vàlập Thiết kế kỹ thuật thi công khai thác lò chợ vỉa 14 khu II mức -20  +20Công ty Than Quang Hanh”

* Thiết kế kỹ thuật thi công đợc lập tuân theo các quy phạm sau:

- Quy phạm an toàn trong các mỏ hầm lò than và diệp thạch TCN14.06.2006 do bộ Công nghiệp ban hành tại quyết định ssố 47/2006/QĐ-BCNngày 26 tháng 12 năm 2006

- Vật liệu nổ công nghiệp - Yêu cầu an toàn về bảo quản, vận chuyển và

Phần I

Đặc đIểm đIều kiện địa chất khu vực khai thác

I Khái quát chung

Khu vực áp dụng vỉa 14 khu II thuộc khoáng sàng Ngã Hai do Công

ty Than Quang Hanh quản lý và khai thác đợc giới hạn trong các toạ độ:

X = 27.700  28.200

Y = 420.100  420.300Ranh giới khu vực đợc giới hạn bởi:

Phía Đông đứt gãy F.14Phía Tây đứt gãy F.LTPhía Nam lộ vỉa 14Phía Bắc đứt gãy F1

Địa hình: Khu vực là vùng đồi núi độ cao từ 25  50 m Trong khu vựckhông có hệ thống sông suối

Khí hậu: Khu vực mang tính chất khí hậu rừng núi ven biển, đợc chialàm hai mùa rõ rệt: Mùa ma ẩm ớt kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 (tháng 7 vàtháng 8 thờng có gió và bão) mùa khô từ tháng 11 năm trớc đến tháng 4 nămsau Nhiệt độ trung bình hàng năm 28  300, cao nhất 370, lạnh nhất 50

Giao thông: Khu mỏ có mạng lới giao thông tơng đối thuận lợi có

đ-ờng bộ nối liền với quốc lộ 18A, đđ-ờng quốc lộ 18B chạy qua phía bắc khu

mỏ Về đờng thuỷ có sông Diễn Vọng chảy từ khu mỏ ra vịnh Quốc Bê(Hòn Gai) Phía Đông Nam khu mỏ có đờng tầu tuy nen nối liền với hệthống đờng sắt chạy từ Km6 Cẩm Phả đi Cửa Ông

Địa hình khu vực khai thác xem bản vẽ:HL-TKKTTC-GTL-V14/QH-01

II Đặc điểm địa chất

II.1 Lịch sử thăm dò và khai thác

- Năm 1962 - 1976 tiến hành thăm dò tỷ mỷ khu Ngã Hai

- Năm 2001 Xí nghiệp Địa chất - Trắc địa Mỏ thuộc Công ty Địachất và Khai thác Khoáng sản đã hoàn thành kết quả báo cáo thăm dò địachất khu vực

Kết hợp kết quả thăm dò trớc đây với báo cáo thăm dò mới nhất đãkhẳng định điều kiện địa chất khu vực là đáng tin cậy để thực hiện thiết kế

kỹ thuật thi công khai thác khu vực

II.2 Địa tầng

Địa tầng khu mỏ có tuổi T3n – rhg2 phía Bắc có quan hệ bất chỉnhkiến tạo nên địa tầng có tuổi Đêvôn Phần sâu của khu mỏ phủ bất chỉnhhợp lên địa tầng Bắc Sơn tuổi C - P và trầm tích đệ tứ phủ nên nó Địa tầngkhu mỏ có tới 35 vỉa than, các vỉa than có cấu tạo vỉa từ phức tạp đến rất

phức tạp, chiều dày thay đổi từ mỏng đến trung bình Vỉa than khu vực thiết

kế thuộc tập thứ hai của Phụ Điệp giữa

II.3 Kiến tạo

Khu vực có đặc điểm kiến tạo phức tạp, trong giới hạn khai trờng cómột đứt gãy lớn F.1, đây là đứt gãy thuận phân bố ở phía Bắc khai trờng có

đới phá huỷ từ 25  30 mét, góc dốc mặt trợt 55  60o, biên độ dịchchuyển 270  300 mét Ngoài ra trong khu vực còn xuất hiện một số đứtgãy nhỏ nh đứt gãy F.LT nằm ở phía Đông khai trờng, đứt gãy F.14 nằm ở

Vỉa 14 - khu II Ngã Hai nằm trên và cách vỉa 13 khoảng 35 m Docác hoạt động kiến tạo địa chất, vỉa bị phân cắt thành các khối, dẫn đến sựbiến động lớn về chiều dày và góc dốc vỉa, nhất là giữa các khối Trongphạm vi toàn vỉa, chiều dày thay đổi từ 0,8  4,7 m, góc dốc thay đổi từ 6

 430 Nhìn chung, vỉa thuộc loại kém ổn định chiều dày và góc dốc

- Than trong vỉa có chất lợng tốt, độ kiên cố từ 1  2, trọng lợng thểtích của than nguyên khai  = 1,5 T/m3 Độ tro thay đổi từ 25  34%

- Vách trực tiếp của vỉa bao gồm các loại đá sét kết và bột kết Sát vỉa

là lớp sét kết phân lớp mỏng có chiều dày thay đổi từ 0,2  0,8 m tiếp đến

là bột kết có chiều dày thay đổi từ 3,45  6,0 m trung bình 4,5 m

- Vách cơ bản là cát kết, sạn kết phân lớp dày tơng đối rắn chắc chiềudày thay đổi từ 8  26 m trung bình 18 m

- Đá trụ vỉa sát vỉa là sét kết và bột kết phân lớp mỏng mềm yếu,chiều dày thay đổi từ 0,5  1 m

II.5 Đặc điểm địa chất công trình

Nham thạch trong trầm tích chứa than khu vực bao gồm các loại sạnkết, cát kết, bột kết, sét kết và than nằm xen kẽ nhau theo đặc điểm trầmtích nhịp Đặc tính cơ lý của nham thạch đá vách, trụ vỉa đợc thể hiện trênbảng I.1

b) Nớc ngầm: Nớc dới đất trong khu mỏ đợc chia thành hai tầng

chứa nớc là tầng chứa nớc trong trầm tích đệ tứ và tầng chứa nớc trong trầmtích chứa than Tầng chứa nớc trong trầm tích đệ tứ có trữ lợng ít không ảnhhởng đến công tác khai thác Tầng chứa nớc trong trầm tích chứa than chủyếu nằm trong khe nứt của đá, các loại đá có khả năng chứa nớc gồm cuộikết, sạn kết và cát kết Nguồn cung cấp cho nớc dới đất là nớc ma Lu lợngnớc trung bình chảy vào mỏ là 74 m3/h, hệ số thấm trung bình là 0,029.Thành phần hoá học của nớc ngầm là Bicacbonat clorua

II.7 Đặc điểm khí mỏ

Căn cứ biên bản làm việc ngày 13/03/2007 V/v: “Thẩm định kết quảxếp loại mỏ theo khí Mêtan năm 2007” của Cục Kỹ thuật An toàn Côngnghiệp - Bộ Công nghiệp và Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản ViệtNam với Công ty Than Quang Hanh, vỉa 14 khu II đợc xếp hạng I về cấpkhí nổ

Phần II

Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất lựa chọn

công nghệ khai thác cho vỉa 14 khu II

I Đánh giá tổng điều kiện địa chất khu vực ápdụng vỉa 14 khu II mức -20  +20 Công ty Than Quanghanh

I.1 Phơng pháp đánh giá

Việc đánh giá tổng hợp các điều kiện địa chất kỹ thuật đợc thực hiệntheo phơng pháp của Viện VNIMI cho từng khu vực vỉa đã đợc thiết kế quyhoạch trên bình đồ tính trữ lợng của vỉa 14 khu II Tài liệu sử dụng để đánhgiá do Công ty Than Quang Hanh cung cấp gồm:

Báo cáo thăm dò địa chất khu vực Ngã Hai do Xí nghiệp Địa chất Trắc địa Mỏ thuộc Công ty Địa chất và Khai thác Khoáng sản lập năm2001

Các tài liệu cập nhật thành lò và hiện trạng vỉa 14 khu II do Công tyThan Quang Hanh cung cấp năm 2007

Các thông số đánh giá bao gồm:

- Vị trí giới hạn các khu vực khai thác

- Thông số khu vực khai thác

- Chiều dày và góc dốc vỉa:

- Chiều dày vỉa, chiều dày riêng than bao gồm: mmin, mmax và mtb

mtb =

n

m

n i



1



i là góc dốc vỉa tại điểm i

Các giá trị i đợc xác định thông qua các công trình thăm dò và quacác đờng đồng đẳng trụ của vỉa trên bình đồ tính trữ lợng

- Hệ số biến động chiều dày và góc dốc vỉa:

1

) (

n i

tb i m

) (

mi - Chiều dày vỉa than tại điểm đo, (m)

mtb - Chiều dày trung bình của vỉa, (m)

i - Góc dốc vỉa than tại điểm đo, (độ)

tb - Góc dốc trung bình của vỉa, (độ)

n - Số điểm đo

Chỉ tiêu đánh giá chiều dày vỉa nh sau:

Vm  25% - Vỉa ổn định chiều dày

Vm = 25  50% - Vỉa tơng đối ổn định chiều dày

Vm = 50  75% - Vỉa không ổn định chiều dày

Vm > 75% - Vỉa rất không ổn định chiều dày

Đối với công tác cơ giới hoá khấu than, chỉ tiêu đánh giá là:

mdk – Chiều dày trung bình của đá kẹp trong vỉa (m)

mv – Chiều dày trung bình của vỉa than (m)

nlk – Số lớp kẹp trung bình trong vỉa (m)

Số lớp kẹp  2 – vỉa có cấu tạo đơn giản

Số lớp kẹp > 2 – vỉa có cấu tạo phức tạp

Phá huỷ kiến tạo đợc phân loại nh sau:

Loại 1: K1 < 50 m/ha – phá huỷ yếu, gây tổn thất than 5  12 %

Loại 2: K1 = 50 150 m/ha – phá huỷ tơng đối mạnh, gây tổn thất than

Tính ổn định của đá vách

Tính sập đổ của đá vách

Tính chất tải trọng của đá vách

Tính điều khiển của đá vách

+ Tính ổn định của đá vách: là khả năng tồn tại của các lớp đá váchnằm ở phía dới cùng của phần vách trực tiếp, không bị sập đổ xuốngkhoảng không gian cha đợc chống giữ của lò chợ

Tính ổn định đợc đặc trng bởi diện tích lộ trần và khoảng thời giantồn tại của nó sau khi khấu than Theo tính ổn định đợc phân ra 4 loại: váchrất không ổn định, vách không ổn định, vách ổn định trung bình, vách ổn

Đánh giá tính sập đổ của đá vách dựa trên cơ sở xem xét đặc điểmsập đổ vách, dựa vào độ bền, sự phân lớp và nứt nẻ của đá và một số yếu tốkhác

+ Tính chất tải trọng của đá vách: là tải trọng của đá vách tác độnglên cột chống, đợc quy ớc với chiều dày của đá vách bằng 10 lần chiều dàykhấu của vỉa than

Tính chất tải trọng của đá vách phụ thuộc vào sự phân bố, sắp xếp vàtính chất của các lớp nham thạch vách (trong khoảng chiều cao đó) và chiềudày khấu

Đánh giá tính chất tải trọng của đá vách dựa vào tỷ số h/m, trong đó:

h - Chiều dày của đá vách trực tiếp thuộc loại dễ sập đổ đến sập đổtrung bình

m - Chiều dày khấu của vỉa than

Có 3 loại vách theo tính chất tải trọng:

-Vách nhẹ: h/m  (6  7) Vách sập đổ ngay sau khi dịch chuyển vìchống, chiều dài vách treo không lớn hơn 2,0 m, không hình thành chu kỳhạ vách

-Vách trung bình: (3  4 )  h/m < (6  7) Vách sập đổ với chiềudài bị treo 2  6 m và vách hạ có chu kỳ

-Vách nặng: h/m < (3  4) Chu kỳ hạ vách của các lớp phía trên gây

+ Tính điều khiển của đá vách: là tính chất của đá vách dới sự tác

động tổng hợp của các biện pháp đợc áp dụng để điều khiển và chống đỡ

Tính điều khiển của đá vách phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, nhngchủ yếu phụ thuộc vào tính ổn định và tính chất tải trọng của đá vách

Tập hợp các biện pháp cần thiết để giữ cho vách ở gơng lò trongtrạng thái đảm bảo an toàn lao động và làm việc bình thờng đợc xác định từmức độ của tính điều khiển đá vách

Theo tính điều khiển của đá vách đợc chia ra 3 loại: vách dễ điềukhiển, vách điều khiển trung bình, vách khó điều khiển

- Trữ lợng tính cho từng khu vực bao gồm trữ lợng địa chất và trữ ợng có thể khai thác đợc

l-I.2 Xác định giới hạn đánh giá

Giới hạn đánh giá là vỉa 14 khu II từ mức -20  +20 do Công ty Than Quang Hanh quản lý và khai thác

Khu vực nằm trong giới hạn toạ độ:

X = 27.700  28.200

Y = 420.100  420.300

I.3 Kết quả đánh giá

Kết quả đánh giá thể hiện trên bảng II.1

Chiều dày

đá kẹp (m)

Góc dốc vỉa (độ)

58 -:- 72 68

3,2 -:- 4,7 4,13 25,8

0 - 1,14 0,29

66 -:- 85 77

0,8 -:- 4,5 3,80 33,7

0 - 0,75 0,11

27 -:- 117 81

min - max TB

Trữ l ợng

địa chất (T)

Bảng đánh giá tổng hợp đặc điểm điều kiện địa chất kỹ thuật vỉa 14 khu II

Bảng II.1

Tên vỉa

Ranh giới

Mức khai thác

Giới hạn (m) Chiều dày

vỉa than (m) min-max TB

Vm

Vách trực tiếp là sét kết và bột kết, sát vỉa

là lớp sét kết dày 0,2 -:- 0,8

m tiếp đến

là lớp bột kết dày từ 3,45 -:- 6m trung bình 4,5 m

Vách cơ

bản là lớp cát kết và sạn kết phân lớp dày chiều dày thay

đổi từ

8 -:- 26 m trung bình

18 m

Đá trụ vỉa sát vỉa là sét kết và bột kết phân lớp mỏng mềm yếu, chiều dày thay đổi từ 0,5 -:- 1 m

Vách cơ

bản

Vách trực tiếp

Trụ trực tiếp

I.4 Nhận xét chung

Vỉa 14 khu II mức -20  +20 thuộc loại vỉa tơng đối phức tạp trong vỉa

có từ 0  4 lớp đá kẹp Vách vỉa có thành phần chủ yếu là sét kết, bột kết vàcát kết thuộc loại sập đổ trung bình Vỉa thuộc loại vỉa dày, góc dốc từ thoải

đến nghiêng, chiều dày và góc dốc vỉa tơng đối ổn định trong từng khu vựckhai thác

Trong khu vực, giới hạn phía Bắc có đứt gãy F1 là đứt gãy lớn và các đứtgãy nhỏ FLT và đứt gãy F14 nằm ở phía Đông và phía Tây khai trờng trong quátrình khai thác ở khu vực này này cần có biện pháp thăm dò thêm để xác địnhmức độ ảnh hởng của các đứt gãy

Theo đánh giá trữ lợng có khả năng khai thác đợc của vỉa 14 khu II từmức -20  +20 là: 105.000 tấn

Hiện tại vỉa 14 khu II mức -20  +20 đã đợc Công ty Than QuangHanh khai thông chuẩn bị Song để khai thác lò chợ của khu vực cần phải lựachọn công nghệ thai thác phù hợp đáp ứng yêu cầu về sản lợng, giảm tổn thấtthan cũng nh đảm bảo an toàn cho công nhân lao động

II Lựa chọn công nghệ khai thác

Qua đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất - kỹ thuật của khu II vỉa 14 từmức -20  +20 cho thấy: Vỉa than có chiều dày từ trung bình đến dày Gócdốc của vỉa thuộc loại dốc thoải đến nghiêng Đá vách trực tiếp của vỉa thuộcloại ổn định trung bình và sập đổ trung bình Trên cơ sở điều kiện khu vực,thiết kế đa ra các phơng án công nghệ để lựa chọn áp dụng cho khu vực nhsau:

1 Đối với khu vực vỉa có chiều dày trung bình 3,8m trở lên, thiết kế đềxuất hai phơng án công nghệ để lựa chọn là:

- Công nghệ khai thác chia hai lớp nghiêng: Khai thác lớp vách, sau đókhai thác lớp trụ Giữa hai lớp khấu trải một lớp nóc giả nhân tạo (lới thép kếthợp với tre dóc ở nền lò chợ vách) Chống giữ lò chợ sử dụng cột thuỷ lực đơn

và xà khớp

- Công nghệ khai thác lò chợ trụ - hạ trần thu hồi than nóc Chống giữ

lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động

- Công nghệ khai thác một lớp bám vách, để lại phần than sát trụ.Chống giữ lò chợ sử dụng cột thuỷ lực đơn và xà khớp

2 Đối với khu vực vỉa có chiều dày trung bình dới 3,8m, thiết kế đềxuất hai phơng án công nghệ để lựa chọn là:

- Công nghệ khai thác một lớp bám vách, để lại phần than sát trụ.Chống giữ lò chợ sử dụng cột thuỷ lực đơn và xà khớp

- Công nghệ khai thác lò chợ trụ - hạ trần thu hồi than nóc Chống giữ

lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động

II.1 Bản chất của các công nghệ khai thác nh sau:

- Công nghệ khai thác chia hai lớp nghiêng: Khai thác lớp vách, sau

đó khai thác lớp trụ Giữa hai lớp khấu trải một lớp nóc giả nhân tạo (lới thépkết hợp với tre dóc ở nền lò chợ vách) Chống giữ lò chợ sử dụng cột thuỷ lực

đơn và xà khớp

+ Công tác chuẩn bị: Khu vực đợc chuẩn bằng các lò dọc vỉa vận tải vàthông gió bám vách và bám trụ vỉa Các lò chợ đợc tạo ra bằng cách từ biêngiới khai trờng tiến hành đào các lò thợng bám vách và bám trụ nối từ mứcvận tải lên mức thông gió tạo các lò chợ bám vách và lò chợ bám trụ

+ Công tác khai thác lò chợ: Khai thác lớp vách có chiều cao lò chợ là1,8 m, khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng cột thuỷ lực đơnvới xà khớp, trải lới thép và tre dóc nền lò chợ và điều khiển vách bằng pháhoả toàn phần Khai thác lớp trụ có chiều cao lò chợ là 1,8 m, khấu than bằngkhoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng cột thuỷ lực đơn với xà khớp Trong quá

trình khai thác gơng lò chợ lớp vách luôn vợt trớc gơng lò chợ lớp trụ vớikhoảng cách từ 20  40 m, đảm bảo áp lực từ các lò chợ lớp vách và lớp trụkhông ảnh hỏng đến nhau hoặc sau khi khấu xong toàn bộ lò chợ lớp váchchuyển xuống khai thác lò chợ lớp trụ.

+ Công tác vận tải: Than khai thác từ các lò chợ có thể vận tải theotuyến vận tải riêng hoặc tuyến vận tải chung cho cả hai lò chợ

+ Công tác thông gió: Tơng tự công tác vận tải than, việc thông gió chocác lò chợ có thể sử dụng thông gió chung cho cả hai lò chợ bằng phơng phápthông gió hút và sử dụng các cửa sổ điều chỉnh hoặc thông gió riêng cho mỗi

lò chợ

+ Công tác thoát nớc: Nớc thoát ra từ các lò chợ tự chảy theo rãnh nớc

về hầm chứa nớc ở chân ngầm chính Sau đó đợc máy bơm bơm thoát nớc lênmặt bằng cửa lò

- Công nghệ khai thác một lớp bám vách, để lại phần than sát trụ Chống giữ lò chợ sử dụng cột thuỷ lực đơn và xà khớp.

Các công tác chuẩn bị, khai thác, vận tải và thông gió tơng tự nh côngnghệ khai thác chia hai lớp nghiêng chỉ có khác là khu vực chỉ mở và khai thác

lò chợ một lớp bám vách vỉa còn phần than lớp trụ bỏ lại không khai thác.Chiều cao khai thác gơng lò chợ từ 2,2  2,5 m

- Công nghệ khai thác lò chợ trụ hạ trần thu hồi than nóc.

+ Công tác chuẩn bị: Khu vực lò chợ thiết kế áp dụng đợc mở vỉa chuẩn

bị theo sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phơng Đầu tiên mở khai thác

đoạn lò chợ bám vách thực hiện công tác phá hoả ban đầu đá vách Sau đó mở

lò thợng khởi điểm bám trụ cách điểm dừng của lò chợ vách khoảng 3  4 m

để chuẩn bị cho công tác khai thác chợ bám trụ vỉa

+ Công tác khai thác: Khai thác lò chợ bám trụ vỉa, khấu than bằngkhoan nổ mìn, chiều cao khấu của lò chợ là 2,2 m, chống giữ bằng giá thuỷlực di động Sau khi khấu gơng theo tiến độ từ 0,8  1,6m, tiến hành hạ trần -thu hồi than nóc Để tăng hiệu quả và nâng cao mức độ an toàn trong tác thuhồi than hạ trần, nóc lò chợ đợc trải lới thép

+ Công tác vận tải: Than khai thác từ lò chợ đợc vận chuyển theotuyến vận tải chung của khu vực (vận tải bằng máng cào)

+ Công tác thông gió: Thông gió cho khu vực bằng phơng pháp thônggió hút

+ Công tác thoát nớc: Nớc thoát ra trong quá trình khai thác tự chảytheo rãnh nớc về các hầm bơm của ngầm chính Sau đó đợc bơm trực tiếplên mặt bằng công nghiệp qua đờng ống thoát nớc

II.2 Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý

Để lựa chọn công nghệ khai thác áp dụng cho vỉa 14 khu II, thiết kếtiến hành so sánh các u, nhợc điểm của từng phơng án, bảng II.2

Phơng án III Khai thác lớp trụ hạ trần thu hồi than

1 Công tácchuẩn bị

Khối lợng đờng lòchuẩn bị lớn,công tác củng cố,bảo dỡng các đờng

lò lớn

Khối lợng đờng lòchuẩn bị nhỏ,công tác củng cố,bảo dỡng các đờng

lò nhỏ

Khối lợng đờng

lò chuẩn bịnhỏ, công táccủng cố, bảo d-ỡng các đờng lònhỏ

2 Công tác Công tác điều Công tác điều Công tác điều

động Do chiềudày vỉa biến độngnhiều nên chiềucao khấu không ổn

định Công táckhai thác lớp trụgặp nhiều khókhăn Tổn thấtthan ít

động Do để lạilớp than trụ nênnền lò chợ yếu dễgây hiện tợng nénlún, công tác khaithác lò chợ gặpnhiều khó khăn

Tổn thất than cao

bị động.Trờnghợp đá váchcứng, khó sập

đổ, công táckhai thác lớptrụ gặp nhiềukhó khăn Chiphí cho củng cố

lò chợ nhiều.Tổn thất than t-

bị lớn

4 Các côngtác khác Tạm coi các phơng án nh nhau

Qua đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất - kỹ thuật của khu II vỉa 14 vàbảng so sánh các công nghệ khai thác, thiết kế lựa chọn công nghệ khai tháccho lò chợ vỉa 14 khu II từ mức -20  +20 là Công nghệ khai thác lò chợ trụ hạtrần thu hồi than nóc sử dụng giá thuỷ lực chống giữ gơng lò chợ Tuy nhiên,

đối với công nghệ khai thác lựa chọn, chi phí đầu t thiết bị cao so với các phơng

án khác Song khối lợng các công tác đào lò chuẩn bị thấp hơn, có khả năngnâng cao công suất lò chợ và nâng cao mức độ an toàn lao động

Phần III Thiết kế công nghệ khai thác lựa chọn

Chơng 1 Biên giới trữ lợng khai trờng

1.1 Biên giới khu vực áp dụng

Khu vực áp dụng vỉa 14 khu II mức -20  +20 Công ty Than QuangHanh đợc giới hạn bởi:

Phía Đông đứt gãy F.14

Phía Tây đứt gãy F.LTPhía Nam lộ vỉa 14

Phía Bắc đứt gãy F1

1.2 Trữ lợng khai trờng khu vực áp dụng

Trữ lợng huy động vào khai thác của vỉa 14 khu II mức -20  +20theo kết quả đánh giá địa chất là: 105.000 tấn

Bình đồ tính trữ lợng vỉa 14 khu II, xem bản vẽ: V14/QH-02

HL-TKKTTC-GTL-chơng 2 Chế độ làm việc và công suất thiết kế

2.1 Chế độ làm việc

Chế độ làm việc của lò chợ thiết kế lấy theo chế độ làm việc hiệnhành của Công ty Than Quang Hanh

+ Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày

+ Số ca làm việc trong ngày: 3 ca

+ Số giờ làm việc trong ca: 8 giờ

2.2 Công suất thiết kế

Xuất phát từ kế hoạch khai thác chung của Công ty Than QuangHanh, điều kiện sản trạng vỉa và khả năng của công nghệ, thiết kế xây dựngcông suất cho lò chợ áp dụng từ 90.000  100.000 tấn/năm, sau khi khaithác hết phần trữ lợng vỉa 14 khu II mức -20  +20 dây chuyền thiết bị lòchợ sẽ đợc áp dụng cho các khu vực khác có điều kiện tơng tự thuộc Công

ty Than Quang Hanh

Chơng 3 Khai thông và chuẩn bị khai trờng

3.1 Hiện trạng

Lò chợ vỉa 14 khu II mức -20  +20 đã đợc Công ty khai thông bằng

hệ thống lò ngầm Từ mặt bằng mức +28, Công ty đã tiến hành đào lò ngầmvận tải xuống đến mức -15 và lò ngầm thông gió xuống đến mức +10

Để chuẩn bị khai thác cho khu vực Công ty tiến hành đào các đờnglò: Lò thợng thông gió mức +10  +20 đợc đào từ ngầm thông gió ra tớibiên giới khai thác phía Nam làm lò thông gió cho khu vực; lò thợng vận tảimức -20  +8 đợc đào từ ngầm vận tải ra tới biên giới khai thác làm lò vậntải cho khu vực; ở phía Nam của khu vực Công ty đã đào lò dọc vỉa mức+20 và lò dọc vỉa mức +8

Hiện nay Công ty Than Quang Hanh đang tiến hành khai thác lò chợlớp vách mức +8  +20 theo hớng từ Tây sang Đông và đào đào lò thợngvận tải bám trụ mức +8  +20 Theo kế hoạch khai thác của Công ty ThanQuang Hanh lò chợ lớp vách sẽ dừng lại sau khi khấu đến vị trí cách lò th-ợng vận tải bám trụ mức +8  +20 8 m và tiến hành lắp đặt lò chợ giá thuỷlực di động tại lò dọc vỉa mức +20 để chuyển hớng khấu của lò chợ từ biêngiới khấu giật về phía ngầm vận tải, thông gió

Trên cơ sở các đờng lò khai thông, chuẩn bị khai trờng hiện có vàyêu cầu của hệ thống khai thác áp dụng, thiết kế sử dụng các đờng lò này

để phục vụ cho công tác khai thác cho lò chợ giá thuỷ lực di động

3.2 công tác Khai thông và chuẩn bị

Hiện nay các đờng lò đã đào đang sử dụng tốt và đáp ứng công táckhai thác của lò chợ giá thuỷ lực vì vậy thiết kế không đề cập bổ xungthêm Hộ chiếu đào chống các đờng lò chuẩn bị của khu vực nh sau:

- Lò ngầm vận tải mức +28  -25 đào theo tiết diện hình vòm chốngsắt, diện tích đào 8,0 m2, diện tích sử dụng 6,5 m2

- Lò ngầm thông gió mức +28  +10 đào theo tiết diện hình vòmchống sắt, diện tích đào 6,9 m2, diện tích sử dụng 5,5 m2

- Lò dọc vỉa thông gió mức +10  +20 đào theo tiết diện hình vòmchống sắt, diện tích đào 6,9 m2, diện tích sử dụng 5,5 m2

- Lò thợng vận tải mức -20  +8 đào theo tiết diện hình thang chống

gỗ, diện tích đào 6,4 m2, diện tích sử dụng 4,4 m2

- Lò thợng vận tải mức +8  +20 đào theo tiết diện hình thang chống

gỗ, diện tích đào 6,4 m2, diện tích sử dụng 4,4 m2

- Lò dọc vỉa mức +20 đào theo tiết diện hình thang chống gỗ, diệntích đào 6,4 m2, diện tích sử dụng 4,5 m2

- Lò dọc vỉa mức +8 đào theo tiết diện hình thang chống gỗ, diện tích

đào 6,4 m2, diện tích sử dụng 4,4 m2

- Lò thợng vận tải bám trụ +8  +20 đào theo tiết diện hình thangchống gỗ, diện tích đào 6,4 m2, diện tích sử dụng 4,4 m2

Khối tích các đờng lò chuẩn bị thể hiện trên bảng 3.1

Hộ chiếu đào chống lò xem bản vẽ: HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-03

Bảng khối tích các đờng lò chuẩn bị

Bảng 3.1

Vật liệu chống

Diện tích

đào (m 2 )

Diện tích sử dụng (m 2 )

Chiều dài (m)

Chơng 4

hệ thống khai thác

Trên cơ sở phơng án công nghệ khai thác lựa chọn, theo hiện trạngcông tác khai thông và chuẩn bị vỉa 14 khu II mức -20  +20 thiết kế tínhtoán cho lò chợ với các thông số của điều kiện địa chát kỹ thuật nh sau:

- Chiều dài trung bình theo hớng dốc 58 m

- Vách trực tiếp là các loại đá sét kết và bột kết Sát vỉa là lớp sét kếtphân lớp mỏng có chiều dày thay đổi từ 0,2  0,8 m tiếp đến là bột kết cóchiều dày thay đổi từ 3,45  6,0 m trung bình là 4,5 m thuộc loại ổn định,trọng lợng thể tích trung bình tt = 2,66 T/m3, cờng độ kháng nén trung bình

n = 409 KG/cm2 Do đặc điểm điều kiện của đá vách trực tiếp thuộc loại dễsập đổ vì vậy công tác phá hoả ban đầu có thể thực hiện bằng việc đào cáccúp phá hoả từ trụ sang vách vỉa để khoan nổ mìn cỡng bức

- Vách cơ bản là cát kết, sạn kết phân lớp dày khó sập đổ chiều dày thay

đổi từ 18  26 m, trung bình 18 m, trọng lợng thể tích trung bình tt = 2,64g/cm3, cờng độ kháng nén trung bình n = 858 KG/cm2

- Đá trụ vỉa sát vỉa là sét kết và bột kết phân lớp mỏng mềm yếu,chiều dày thay đổi từ 0,5  1 m, trọng lợng thể tích trung bình tt = 2,42 T/

m3, cờng độ kháng nén trung bình n = 199 KG/cm2

4.1 Sơ đồcông nghệ khai thác

Từ lò thợng khởi điểm mức +19  +20 hiện nay tiến hành lắp đặt giáthuỷ lực di động chống đội xà vì chống của lò thợng khởi điểm sau đó đàocác cúp phá hoả đá vách cách nhau 4m theo chiều dài lò chợ từ trụ sangvách vỉa để khoan nổ mìn cỡng bức cắt vách thực hiện công tác phá hoả ban

đầu

+ Công tác khai thác lò chợ: Sau khi thực hiện công tác phá hoả ban

đầu, tiến hành khai thác lò chợ lớp trụ bằng bằng khoan nổ mìn với chiềucao gơng khấu là 2,2 m chống giữ lò chợ bằng giá thuỷ lực di động Saumỗi chu kỳ khấu, chống gơng với tiến độ 0,8 m, tiến hành hạ trần - thu hồithan nóc với chiều dày trung bình lớp than hạ trần là 1,93 m

+ Công tác vận tải: Than khai thác từ lò chợ đợc máng cào vậnchuyển xuống máng cào lò thợng vận tải mức +8  +20, máng cào lò dọcvỉa mức +8, các máng cào lò thợng vận tải -20  +8 và băng tải ngầm +28

 -25, lên mặt bằng mức +28 Nguyên vật liệu từ mặt bằng đợc cấp quangầm thông gió mức +28  +10 bằng tời và tích chuyên dụng rồi đợc vậnchuyển qua thợng thông gió mức +10  +20 vào phục vụ cho khu vực khaithác

+ Công tác thông gió: Thông gió cho khu vực bằng phơng pháp thônggió hút Gió sạch từ cửa lò ngầm vận tải +28  -20 qua thợng vận tải -20 +8, lò dọc vỉa vận tải +8, thợng vận tải -20  +8, cúp vào thông gió cho lò

chợ, sau khi thông gió cho gơng khai thác Gió thải qua lò thợng thông gió+10  +20 ra ngầm thông gió mức +28  +10 rồi đợc quạt hút ra ngoài.

+ Công tác thoát nớc: Nớc thoát ra trong quá trình khai thác tự chảytheo rãnh nớc về các hầm bơm trên lò thợng thông gió +10  +20 và hầmbơm của ngầm vận tải, sau đó đợc bơm trực tiếp ra ngoài qua đờng ốngthoát nớc

Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ, xem bản vẽ số:

HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-04

4.2 Lựa chọn vật liệu chống giữ lò chợ

Trong những năm gần đây các loại vì chống nh giá thuỷ lực hoặc cộtthuỷ lực đơn với xà hộp thờng đợc dùng trong các lò chợ hạ trần than vùngQuảng Ninh Ưu điểm nổi bật của các loại vì chống này là: Giá trị đầu tkhông cao, dễ thao tác sử dụng, dịch công tác của giá có thành phần chủyếu là nớc Trong quá trình khai thác áp dụng cho thấy các loại vì chốngthuỷ lực trên phù hợp với điều kiện áp lực mỏ vùng Quảng Ninh

Theo nội dung Công văn số 271/CV-MT của Giám đốc Trung Tâm

ĐHSX, Phó Tổng giám đốc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản ViệtNam V/v: Loại bỏ hệ thống khai thác lò chợ hạ trần chống bằng cột TLĐ và

xà hộp chuyên dụng, ngày 11 tháng 7 năm 2006, thiết kế lựa chọn vật liệuchống giữ cho lò chợ khu vực áp dụng là loại giá thuỷ lực di động

Căn cứ vào phạm vi áp dụng của các loại giá thuỷ lực di động, để phùhợp với chiều cao và sức khỏe của công nhân hầm lò cũng nh công nghệkhai thác truyền thống của Việt Nam, theo điều kiện địa chất kỹ thuật mỏcủa vỉa 14 khu II Ngã Hai Công ty Than Quang Hanh và kinh nghiệm khaithác lò chợ giá thuỷ lực di động tại các Công ty than hầm lò vùng QuảngNinh thiết kế lựa chọn loại giá XDY-1T2/LY để áp dụng cho vỉa 14 khu II

Cùng với giá thuỷ lực đợc chọn, thiết kế chọn các loại vật t, thiết bịgồm: cột thuỷ lực đơn bơm dịch ngoài mã hiệu DZ-22, và xà khớp mã hiệuHDJB-1200, xà hộp mã hiệu DFB-2400 để chống tăng cờng ngã ba lò chợ;chống khám chân lò chợ và để sử lý các sự cố trong quá trình khai thác lò chợ,trạm bơm dung dịch nhũ hoá kiểu XRB2B 80/200 và thùng chứa dung dịchnhũ hoá mã hiệu XRXTC Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị trên đợc ghi trongcác bảng 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 và 4.5

Đặc tính kỹ thuật của giá thuỷ lực XDY - 1T2/LY

Bảng 4.1

Đặc tính kỹ thuật của cột thuỷ lực đơn DZ-22

Bảng 4.2

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của giá thủy lực trong lò chợ

Để đảm bảo khả năng làm việc của giá thuỷ lực di động trong quátrình khai thác cần đảm bảo mô men cân bằng lực:

Mq - MR1 - MR2 = 0

2 lc

lc R (l l ) R l 2

) l (l q

PR - Lực chống ban đầu của giá thuỷ lực, PR = 6 (T);

a1 - Khoảng cách giữa hai hàng cột của giá, a1 = 1,6 (m);

a2 - Khoảng cách giữa các giá, thiết kế chọn a2 = 1,0 (m);

qlc - Tải trọng tác động lên luồng gơng lò chợ, (T/m2);

Trạng thái làm việc các hàng cột trong giá:

2 2 1

1

h

R h

lc Sd lc

a l l

a a l l l q

2 1 2

) (

2

.

) (

; (T)+ Tải trọng tác động lên hàng cột chống phía sau của giá:

R2 =

lc lc

lc Sd lc

a l l

a l l l q

2 2

) (

2

) (

; (T)+ Tải trọng lớn nhất lên giá (khi R1 = 0):

lc

Sd lc

l

a l l q



 2

)

; (T)

Tải trọng tác động lên luồng gơng lò chợ gồm các thành phần: tảitrọng của lớp than hạ trần trên nóc lò chợ, tải trọng của lớp đá vách trực tiếpphía trên lớp than hạ trần và đợc xác định theo công thức:

qlc = (t  ht + đ  hđ )  cos ; (T/m2)Trong đó:

t - Trọng lợng thể tích của than,  = 1,5 (T/m3);

đ - Trọng lợng thể tích của vách trực tiếp,  = 2,66 (T/m3);

ht - Chiều dày trung bình lớp than hạ trần, ht = 1,93 (m);

hđ - Chiều dày lớp đá vách trực tiếp, hđ = 5,5 (m);

 - Góc dốc trung bình của lò chợ,  = 70;

Thay số:

qlc = (1,5  1,93 + 2,66  5,5)  cos 7 = 17 (T/m2)Tải trọng tác động lên hàng cột chống phía trớc của giá:

3 , 06 ( 3 , 06 1 , 6 )  6,0

2

0 , 1 6 , 1 06 , 3 ) 8 , 0 06 , 3 ( 17

2 2

x

= 22 (T)Tải trọng tác động lên hàng cột chống phía sau của giá:

R2 = 2 3 , 06 ( 3 , 06 1 , 6 )  6,0

0 , 1 06 , 3 ) 8 , 0 06 , 3 ( 17

2 2

= 39 (T)Tải trọng lớn nhất lên giá:

06 , 3 2

0 , 1 ) 8 , 0 06 , 3 (

= 47 (T)

Giá thuỷ lực gồm hai vế xà liên kết mềm với nhau và 4 cột thuỷ lực,mỗi vế xà đợc chống 2 cột, sức chịu tải của mỗi cột là 30 tấn Khi di chuyểngiá, một vế xà không chịu tải và đây là thời điểm sức chịu tải tối đa của giá

là 60 tấn Nh vậy, với khoảng cách giữa các giá thuỷ lực theo thiết kế chọn

1 m/giá, tải trọng tác động lên giá lớn nhất 46,8 tấn việc chống giữ lò chợ

đợc đảm bảo

4.3.2 Xây dựng hộ chiếu chống giữ lò chợ.

Căn cứ vào các kết quả tính toán trên, thiết kế xây dựng hộ chiếuchống giữ cho lò chợ nh sau:

- Chiều dài lò chợ trung bình theo hớng dốc: 58 m

- Chiều rộng lò chợ tối đa: 3,06 m; và tối thiểu: 2,26 m

- Khoảng cách các giá thuỷ lực theo hớng dốc: 1,0 m

- Các giá thuỷ lực đợc liên kết với nhau bằng văng gỗ tròn, loại  =

10  12 cm, mỗi giá đợc đánh hai văng vào xà tại vị trí trên đầu cột chống

- Để đảm bảo không gian đi lại và an toàn trong phạm vi ngã ba đầu lòchợ đợc chống tăng cờng bằng hàng vì gánh gồm cột thuỷ lực đơn - xàkhớp, mỗi xà đợc chống 1 cột Hàng vì gánh này sẽ đợc thu hồi và chống

đuổi theo tiến độ khấu của lò chợ Chiều dài phạm vi chống tăng cờng mỗingã ba từ 10  15 m

- Khám chân vị trí động cơ máng cào đợc chống giữ bằng cột thuỷlực đơn và xà hộp

- Để phù hợp với kết cấu, quá trình di chuyển vì chống nâng cao hiệuquả và an toàn khi thu hồi than hạ trần, thiết kế sử dụng lới thép thay chèn đểche chắn không gian lò chợ

Hộ chiếu chống giữ lò chợ, xem bản vẽ số:

HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-07

4.3.3 Kiểm tra kháng lún hệ vì chống - nền lò

Khả năng kháng lún của nền lò chợ ảnh hởng trực tiếp tới khả năngchống giữ của vì chống Kháng lún nền lò đợc biểu thị trong mối tơng quancủa áp lực lên một đơn vị diện tích nền Để đảm bảo an toàn trong chốnggiữ lò chợ, khả năng kháng lún của nền lò phải đảm bảo cột chống không bịlún xuống nền lò khi chịu tải tối đa Khi đó diện tích đế cột cần thiết phải

đảm bảo:

n

n

a R F

F - Diện tích đế cột cần thiết để cột chống không bị lún xuống nền lò,(cm2);

kl - Cờng độ kháng lún của nền lò chợ,

kl = 0,58  n= 0,58  199 = 115,4 (KG/cm2)

n - Cờng độ kháng nén của đá trụ trực tiếp, n= 199 (KG/cm2);

R - áp lực mỏ lớn nhất tác động lên giá thuỷ lực, Rmax = 46,8 (T);

n - Số cột chống làm việc của một giá khi áp lực mỏ tác động lên giálớn nhất, n = 2 cột

a- Khoảng cách giữa các giá theo hớng dốc lò chợ, a = 1,0 (m)

4 , 115 2

0 , 1 46800

x

x

F  = 203 (cm2)Cột chống của giá thuỷ lực đã có đế tròn, đờng kính 22 cm, diện tích

380 cm2, lớn hơn diện tích đế cột cần thiết Nh vậy, các cột chống của giáthuỷ lực sẽ không bị lún xuống nền lò chợ khi chịu tải tối đa

4.3.4 Tính toán số lợng giá thủy lực, cột chống thuỷ lực đơn và

xà sắt cần thiết cho lò chợ

a) Tính toán số lợng giá thuỷ lực

Lò chợ vỉa 14 khu II Ngã Hai mức +8  +20 có chiều dài trung bìnhtheo hớng dốc 58 m, song trong quá trình khai thác và chuyển diện khaithác đến các lò chợ tiếp theo thì chiều dài lò chợ thay đổi lớn nhất là 90 m

Nh vậy số lợng giá thuỷ lực cần thiết là:

90 m : 1 m/giá = 90 (giá)

Dự phòng 10% là 9 (giá)

90 + 9 = 99 (giá)Làm tròn: 100 (giá)

b) Số lợng cột chống thuỷ lực đơn và xà sắt cần thiết

Cột thuỷ lực đơn và xà sắt trong lò chợ dùng để chống tăng cờng các lòdọc vỉa thông gió và lò song song chân, chống khám chân lò chợ và để xử lýcác sự cố thờng gặp trong khai thác

- Phạm vi ngã ba đầu và chân lò chợ với các lò dọc vỉa thông gió và

lò song song chân mỗi vị trí đợc chống tăng cờng bằng hai hàng vì gánhgồm cột thuỷ lực đơn - xà khớp, mỗi xà đợc chống 1 cột Hàng vì gánh này

sẽ đợc thu hồi và chống đuổi theo tiến độ khấu của lò chợ Chiều dài phạm

+ Tơng tự tính đợc số cột thuỷ lực đơn DZ-22 cần thiết để chống tăngcờng ngã ba lò chợ là: 40 (cột)

- Tại khám chân chống giữ bằng 04 cặp xà hộp kết hợp cột chốngthuỷ lực đơn, mỗi cặp gồm 2 xà hộp DFB - 2400, mỗi xà chống 03 cột thuỷlực đơn DZ-22

m - Hệ số phụ thuộc số mặt tự do, m = 0,5;

e - Hệ số phụ thuộc vào khả năng công nổ của thuốc nổ, với thuốc nổAH-1, e = 525/260.;

f - Độ kiên cố của than, f = 1  2;

s - Diện tích gơng nổ 1 đợt, s = 6  2,2 = 13,2 (m2);

2 , 13

1 5 , 1 2 , 0 ( 260

525

 = 0,27 (kg/m3)

b) Lợng thuốc nổ cho 1 luồng khấu

Q = V  q; (kg) Trong đó:

V - Thể tích khối than cần nổ 1 luồng khấu, (m3)

V = 60  2,2  0,8 = 102 (m3)

Q = 102  0,27 = 27,5 (kg)Gơng lò chợ có chiều dài trung bình theo hớng dốc là 58 m, chiềucao khấu gơng 2,2 m, thiết kế bố trí 2 hàng lỗ mìn; hàng nóc cách nóc lò0,7 m, hàng nền cách nền lò 0,5 m Nh vậy tổng số lỗ mìn bố trí tại gơng lòchợ 1 luồng khấu là 116 lỗ Lợng thuốc nổ trung bình bố trí cho một lỗ mìnlà:

qlỗ =

116

5 , 27

= 0,24 (kg)Theo kinh nghiệm khai thác lò chợ chống giữ bằng vì chống thuỷ lựctại Công ty Than Quang Hanh, thiết kế bố trí khối lợng nạp nổ mìn khikhấu gơng lò chợ nh sau:

điển điều kiện địa chất, kỹ thuật của khu vực thiết kế và kinh nghiệm thực

tế công tác phá hoả ban đầu của lò chợ đã khai thác trong khu vực cho thấyvách vỉa thuộc loại mềm yếu dễ sập đổ vì vậy công tác điều khiển đá vách

- Từ các cúp đã đào tiến hành khoan nổ mìn phá hoả đá vách

- Khai thác lò chợ lớp trụ hạ trần than

Hộ chiếu phá hoả ban đầu khu vực áp dụng xem bản vẽ:

HL-TKKTTC-GTL/V14-QH-05

b) Phá hoả thờng kỳ

Bớc phá hoả thờng kỳ của đá vách trực tiếp phụ thuộc vào nhịp sập đổ ờng kỳ của đá vách trực tiếp Theo G.S Bôrisốp, bớc sập đổ thờng kỳ của váchtrực tiếp tính theo công thức :

hi- Tổng chiều dày đá vách trực tiếp sập đổ, hi = 5,5m = 550 (cm);

l = 80 

550 0,00266 3

đổ (treo cục bộ) Khi đó áp lực lên gơng lò chợ gia tăng để đảm bảo điềukhiển áp lực mỏ tại phạm vi lò chợ có đá vách treo cần đợc chống tăng cờngbằng vì gánh dọc lò chợ (gánh có xà là đoản gỗ chiều dài 2,5 đến 4,0m vàcột là cột thuỷ lực đơn DZ - 22)

c) Công tác hạ trần than

Với chiều dày lớp than hạ trần trung bình mht = 1,93 m, độ kiên cố củathan f = 1  2, theo kinh nghiệm khai thác các lò chợ giá thuỷ lực vùngQuảng Ninh, sau khi di chuyển vì chống với tiến độ 0,8 m, lớp than trên nóc

lò chợ sẽ tự sập đổ tơng đối triệt để, nên không cần phá sập cỡng bức Tuynhiên, trong điều kiện chiều dày vỉa than tăng, lớp than nóc không tự sập đổsau khi di chuyển vì chống, cần tiến hành khoan nổ mìn để phá sập cỡngbức Các lỗ khoan hạ trần đợc khoan với chiều dài 1,0  2,0 m, nghiêng vềphía luồng phá hoả một góc 700  750 và cách nhau 2,0  2,5 m theo hớngdốc Mỗi lỗ nạp 0,2  0,4 kg thuốc và 1 kíp

4.3.7 Công tác tổ chức sản xuất

Thiết kế tổ chức lò chợ nh sau: 2 ca thực hiện khai thác hết một chu

kỳ Các công việc trong một chu kỳ bao gồm:

- Khấu chống gơng lò chợ một tiến độ 0,8 m

- Hạ trần than với tiến độ 0,8 m,

- Sang máng cào trong lò chợ và cắt cầu máng cào ở lò chân

Công tác tổ chức sản xuất một chu kỳ khai thác đợc tiến hành nh sau:

+ Gia cờng vị trí cửa tháo than, cắt lới làm cửa tháo

+ Thu hồi than hạ trần

+ Sang máng cào lò chợ

+ C¾t cÇu m¸ng cµo ë lß song song ch©n.

Söa nãc, tr¶i líi, ®Èy dÇm tiÕn g¬ng,

t¶i than, di chuyÓn gi¸ thuû

chiều dài Lc (m)

Sửa nóc, trải l Ư ới, đẩy dầm tiến g Ư ơng, tải than

Di chuyển giá thuỷ lực chống g Ư ơng lò chợ 6

6 12 18 24 30 36 42 48

54 58

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

ca thứ nhất ca thứ hai

Nổ mìn, thông gió 4

Bảng 4.7

Biểu đồ tổ chức chu kỳ khai thác lò chợ

Thu hồi than hạ trần Chuyển máng

7 8

tên công việc

Khoan lỗ mìn g ơng Kiểm tra, củng cố lò

Nạp mìn

1

2

5 3

TT ký hiệu

Bảng 4.8

Biểu đồ bố trí nhân lực khai thác lò chợ

Hạ nền, chuyển máng Thu hồi than hạ trần

Vận hành trạm bơm dung dịch Vận hành máng cào

10 1

2 8 4 4

1

1

10 1

2 2

2

20 2

4.4 Tính toán các chỉ tiêu kTKT của lò chợ.

4.4.1 Sản lợng than khấu gơng một chu kỳ

Q1 = L  r  mk    Kk ; (T) Trong đó:

L - Chiều dài trung bình lò chợ, L = 58 (m);

r - Tiến độ 1 luồng khấu, r = 0,8 (m);

mk - Chiều cao khấu gơng, mK = 2,2 (m);

L - Chiều dài trung bình lò chợ, L = 58 (m);

r - Tiến độ 1 luồng khấu, r = 0,8 (m);

Q

.

Trong đó:

nck- Số ca hoàn thành chu kỳ, nck = 2 (ca/chu kỳ);

nca - Số ca khai thác ngày đêm, nca = 3 (ca/ng.đêm);

nt - Số ngày làm việc trong tháng, nt = 25 (ngày/tháng);

Qtháng = 324  25 = 8.100 (T)

4.4.6 Công suất lò chợ

Qnăm = Qng.đ  nn ; (T/năm) Trong đó:

nn - Số ngày làm việc trong năm, nn = 300 (ngày);

Qnăm = 324  300 = 97.200 (T)Làm tròn: Qnăm = 97.000 (T/năm)

0 x

 25  0,9 = 27 (m/tháng)

4.4.9 Chi phí thuốc nổ cho 1000 tấn than

Lợng thuốc nổ cho một chu kỳ là 29 (kg);

Sản lợng than một chu kỳ là 240 (tấn);

4.4.11 Chi phí lới thép cho 1000 tấn than

Thiết kế chọn lới thép B-40, loại  3; khối lợng 2,8 kg/m2, chiều rộnglới là 0,9m (với bớc tiến của giá là 0,8 m ta chọn loại lới có chiều rộng0,9m để có thể nối chồng nên nhau trong quá trình trải nối lới đảm bảo sựliên kết giữa tấm lới luồng trớc với tấm lới luồng sau) một chu kỳ cần lợnglới thép là:

0,9  58  2,8 = 146 (kg)Chi phí lới thép cho 1000 tấn than

240 146

 1000 = 608 (kg)

Mỗi bộ giá cần 20 kg dung dịch nhũ hoá cho một lần dịch chuyển (80%thể tích xi lanh), một chu kỳ chi phí 28 kg dung dịch nhũ hoá cho một bộ giá,toàn bộ lò chợ có 58 bộ giá nh vậy chi phí dung dịch nhũ hoá cho một chu

kỳ là:

58  28 = 1624 (kg)Chi phí dầu nhũ hoá phục vụ công tác củng cố lò chợ và các lò dọcvỉa vận tải, thông gió thiết kế tính thêm 20% nh vậy tổng khối lợng dungdịch nhũ hoá cho lò chợ một chu kỳ là:

1624 + (1624  20%) = 1948 (kg)Chi phí dầu nhũ hoá cho một chu kỳ 1948  3% = 58,4 (kg)

Trong đó:

3% - Tỷ lệ trung bình của dầu trong dung dịch nhũ hoá

Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000 tấn than khai thác

240

4 , 58

 1000 = 243 (kg)

4.4.13 Chi phí gỗ cho 1000 tấn than

Chi phí gỗ cho lò chợ giá thuỷ lực bao gồm:

- Gỗ làm văng vì chống

- Gỗ xếp cũi lợn tại lò song song chân và lò dọc vỉa thông gió để bảo

vệ đầu và chân lò chợ

a) Gỗ làm văng vì chống

Sử dụng gỗ  100  120 chiều dài 0,47 m, mỗi vì đánh 2 văng Toàn

bộ lò chợ một chu kỳ sử dụng khoảng 120 văng Trong khai thác thu hồi40% khối lợng văng sử dụng Nh vậy khối lợng gỗ sử dụng làm văng là :

Khối lợng gỗ văng chi phí một chu kỳ:

Vv =

4

12 , 0 14 ,

3 x 2  0,47 120  0,6 = 0,38 (m3)

b) Gỗ xếp cũi lợn tại lò dọc vỉa vận tải và thông gió

Gỗ xếp cũi lợn tại lò dọc vỉa và thông gió sử dụng loại  160  180

Để xếp một cũi lợn cần 20 thanh cũi (1,2 m) và 4 cột song tử (2 m), dự kiếnthu hồi sử dụng lại 70% số gỗ đó

Khối lợng gỗ làm cũi lợn cho một chu kỳ:

Vcl = 2[(

4

18 , 0 14 ,

3 x 2 1,220)+(

4

18 , 0 14 ,

3 x 2 24)]0,3 =0,47 (m3)

Tổng khối lợng gỗ sử dụng cho một chu kỳ khấu chống lò chợ:

Vg = Vv + Vcl= 0,38 + 0,47 = 0,85 (m3)Chi phí gỗ cho 1000 tấn than:

Cg =

240

85 , 0

 1000 = 3,5 (m3)

4.4.14 Tổn thất than do công nghệ.

Tỷ lệ tổn thất than đợc xác định trên cơ sở khối lợng than khai thác

đ-ợc so với khối lợng huy động vào khai thác

Tổn thất than do công nghệ:

CN =

dc

cb kt dc

Z

A A

 100%

Trong đó:

Zdc - Trữ lợng địa chất vỉa 14 khu II mức +8  +20, Zdc = 35300 (T);

Akt - Sản lợng than khai thác từ lò chợ vỉa 14 khu II mức +8  +20:

Akt =

8 , 0

84

 240 = 25.200 (T)

Acb- Sản lợng than từ đào lò chuẩn bị (gồm lò dọc vỉa thông gió +20

lò dọc vỉa vận tải +8 và lò song song chân +10)

ACB = 3  6,4  84  1,5  0,9 = 2100 (T)Thay số:

CN =

35300

) 2100 25200

(

100% = 23%

B¶ng chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt

B¶ng 4.9

8 VËt liÖu chèng g¬ng Gi¸ thuû lùc XDY-1T2/LY

19 Chi phÝ dÇu nhò ho¸ cho 1000 T than kg 243