Với các lò chợ dài, tổn thất công nghệ phổ biến ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ).
Trang 1Tóm tắt:
Với các lò chợ dài, tổn thất công nghệ phổ biến ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ) Vì vậy vấn đề đặt ra là cần thiết phải có giải pháp giảm tổn thất than tại các khu vực dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, đặc biệt là giải pháp cho phép khai thác tối đa trữ lượng than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị.
1 Đặt vấn đề
Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt
Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm
2030 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại
Quyết định số 403/QĐ-TTg ngày 14/3/2016 (sau
đây gọi tắt là Quy hoạch 403), một trong các
mục tiêu chiến lược quan trong được đặt ra là
giảm tổn thất tài nguyên trong khai thác than
nói chung, khai thác hầm lò nói riêng Cụ thể là
“Phấn đấu đến năm 2020 giảm tỷ lệ tổn thất khai
thác bằng phương pháp hầm lò xuống khoảng
20% và dưới 20% sau năm 2020” [5].
Công nghệ khai thác đang áp dụng tại các
mỏ hầm lò hiện nay có thể được quy về hai dạng
chính là (1) gương lò ngắn (ngang nghiêng, dọc
vỉa phân tầng, buồng thượng, đào lò lấy than)
áp dụng cho vỉa than có góc dốc lớn (trên 45°)
hoặc tận thu tại các khu vực vỉa có điều kiện
phức tạp, nhỏ lẻ, phân tán; và (2) lò chợ dài
khấu theo phương vỉa, áp dụng cho các khu
vực vỉa có góc dốc đến 45° Thực tế, sản lượng
khai thác bằng công nghệ gương lò ngắn (tổn
thất công nghệ phổ biến từ 30÷40%, khó có giải
pháp điều chỉnh giảm) chỉ đóng góp khoảng 12
÷ 15% tổng sản lượng than hầm lò hàng năm
của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản
Việt Nam (TKV), phần còn lại được đảm nhiệm
bởi các lò chợ dài Tuy nhiên, ngay với các lò
chợ dài, tổn thất công nghệ cũng đang phổ biến
ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ) Qua đó có thể thấy,
để đạt được mục tiêu theo Quy hoạch 403, cần thiết phải có giải pháp giảm tổn thất than tại các khu vực dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, đặc biệt là giải pháp cho phép khai thác tối đa trữ lượng than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị
2 Các giải pháp công nghệ giảm tổn thất than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị
Sơ đồ chuẩn bị khai thác lò chợ dài đang được áp dụng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh có thể khái quát là 121 Nghĩa là mỗi một (1) lò chợ sẽ phải chi phí hai (2) đường lò (thông gió, vận tải) và một (1) trụ than bảo vệ rộng từ
15 ÷ 18m để duy trì lò vận tải làm lò thông gió cho lò chợ kế tiếp Với chiều dài lò chợ dao động
từ 100 ÷ 150m, bình quân 120m, tỷ lệ tổn thất than để lại trong các trụ bảo vệ đường lò vận tải chiếm tương ứng 12 ÷ 15% tổng trữ lượng được huy động trong diện tích khai thác lò chợ, từ đó làm tăng mức độ tổn thất than, chi phí mét lò cũng như giá thành sản xuất
Để khắc phục tồn tại nêu trên của sơ đồ 121, nhiều nước trên thế giới (Nga, Trung Quốc, Ba Lan, [3]) đã áp dụng thành công giải pháp sử dụng trụ nhân tạo thay thế trụ than bảo vệ lò chuẩn bị Theo đó, để đồng thời khai thác được
KHAI THÁC LÒ CHỢ KHÔNG ĐỂ LẠI TRỤ THAN BẢO VỆ LÒ CHUẨN
BỊ - KINH NGHIỆM TRÊN THẾ GIỚI VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG TẠI
CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH
ThS Đinh Văn Cường
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin
TS Nguyễn Anh Tuấn
Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam
PGS.TS Trần Văn Thanh
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội
Biên tập: TS Đào Hồng Quảng
Trang 2than trong trụ bảo vệ và duy trì lò vận tải làm
lò thông gió cho lò chợ phía dưới, trụ than sau
khai thác sẽ được thay thế bằng trụ nhân tạo
hình thành từ dải đá chèn, các cụm cột, cũi, vật
liệu hóa chất hoặc hỗn hợp vữa bê tông, Với
sơ đồ này, mỗi (1) lò chợ chỉ phải chi phí một
(1) đường lò chuẩn bị và một (1) trụ nhân tạo
thay thế trụ than (sơ đồ chuẩn bị và khai thác
kiểu này được khái quát là 111) Như vậy, so với
sơ đồ 121, sơ đồ kiểu 111 đã cho phép giảm
tổn thất than trong trụ bảo vệ và chi phí mét lò
chuẩn bị (giảm 01 đường lò) Tuy nhiên, sơ đồ
111 vẫn tồn tại nhược điểm là phải tiêu hao chi
phí không nhỏ cho công tác thi công trụ nhân
tạo (thiết bị, nguyên vật liệu, nhân công, …)
Minh họa cho sơ đồ kiểu 121 và 111 thể hiện
trong hình 1
Nhằm mục tiêu giải quyết triệt để các nhược
điểm của sơ đồ chuẩn bị kiểu 121, 111 nêu trên,
thời gian gần đây tại Trung Quốc đã nghiên cứu
và áp dụng thành công sơ đồ chuẩn bị khai thác
lò chợ không trụ bảo vệ (gọi tắt là 110) Với giải
pháp này, mỗi (1) lò chợ chỉ còn phải chi phí
a Sơ đồ chuẩn bị kiểu 121 b Sơ đồ chuẩn bị kiểu 111
Hình 1 Minh họa sơ đồ chuẩn bị lò chợ
kiểu 121 và 111
một (1) đường lò chuẩn bị và không (0) trụ than bảo vệ Bản chất của giải pháp công nghệ này
là đường lò chuẩn bị của lò chợ đang khai thác
sẽ được duy trì mà không cần sự hỗ trợ của trụ than hay trụ bảo vệ nhân tạo Đường lò được duy trì bằng giải pháp tổng thể là thực hiện chủ
a Sơ đồ khai thác lò chợ chuẩn bị kiểu 110
b Sơ đồ nguyên lý bố trí vì neo cáp gia tăng khả năng mang tải của lò dọc vỉa và bố trí lỗ khoan cắt vách
Hình 2 Minh họa sơ đồ chuẩn bị và khai thác lò chợ kiểu 110
Trang 3động giảm tải áp lực lên đường lò, đồng thời
tăng cường khả năng mang tải của đường lò Cụ
thể, trong quá trình khai thác, lò dọc vỉa cần duy
trì sẽ được tăng khả năng mang tải bằng các vì
neo cáp ghim sâu vào vách cơ bản, chống tăng
cường đường lò bằng vì chống thủy lực dạng tổ
hợp hoặc vì đơn, và đồng thời dỡ tải áp lực mỏ
tác động lên lò chuẩn bị bằng khoan nổ mìn cắt
vách phạm vi hông lò giáp với phá hỏa Đây là
một bước tiến mới, hướng đi rất khả thi để giải
bài toán giảm tổn thất tài nguyên và phí mét lò
chuẩn bị phục vụ khai thác lò chợ, chi tiết thể
hiện trong hình 2
3 Giải pháp công nghệ khai thác lò chợ
không để trụ than bảo vệ lò chuẩn bị (phương
pháp 110)
Các điểm then chốt của công nghệ khai thác
không để lại trụ than bảo vệ lò chuẩn bị theo
phương pháp 110 nằm ở ba khâu chính là:
- (1) Tăng khả năng chịu tải của đường lò
chuẩn bị bằng kết cấu vì neo cáp để treo giữ
đá vách nóc lò chuẩn bị lên lớp đá vách cơ bản
bền vững
- (2) Xác định phạm vi cần dỡ tải và xây dựng
hộ chiếu khoan nổ mìn cắt vách
- (3) Chống tăng cường đường lò chuẩn bị và
cách ly ngăn đất đá phá hỏa tràn vào không gian đường lò được bảo vệ
Chi tiết nội dung các khâu công nghệ nêu trên như sau:
3.1 Tăng khả năng chịu tải của đường lò chuẩn bị bằng neo cáp
Việc xác định hộ chiếu và thi công neo cáp cho lò chuẩn bị cần bảo vệ được thực hiện tương tự công tác đào lò neo đang triển khai tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Chiều dài, số lượng vì neo cáp tùy thuộc vào cấu trúc của đá vách khu vực thi công đường lò Điểm khác biệt
cơ bản là neo cáp tăng khả năng mang tải sẽ sử dụng bộ khóa neo đặc biệt, có độ linh hoạt lớn
để có thể hợp tác tốt hơn với tải trọng động đột ngột, cũng như các dịch chuyển biến dạng lớn của khối đất đá xung quanh lò chuẩn bị trong và sau khi điều khiển nổ mìn cắt vách (hình 3)
3.2 Xác định phạm vi cần dỡ tải và xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn cắt vách
* Xác định chiều cao đá vách cần nổ mìn dỡ tải
Chiều sâu đá vách cần điều khiển dỡ tải tùy thuộc vào cấu trúc địa chất của khu vực, đồng thời phải đảm bảo đá vách sau sập đổ lấp kín tối
đa không gian phá hỏa phía sau lò chợ giáp với
a- Cấu trúc bên ngoài của khóa neo; b – cấu trúc bên trong của khóa neo; c – khóa neo làm việc khi có
dịch chuyển biến dạng lớn Hình 3: Kết cấu của neo cáp sử dụng trong giải pháp không trụ bảo vệ
Trang 4lò chuẩn bị Chiều sâu phạm vi đá vách cần điều
khiển có thể được xác định như sau [6]:
- Chiều sâu cắt vách tối thiểu (Hmin) được
xác định theo công thức:
Hmin = HG + 1,5, m (1)
Trong đó:
HG – Chiều cao đường lò chuẩn bị được bảo
vệ, m;
- Chiều sâu cắt vách tối đa (Hmax) được xác
định theo công thức:
Hmax = Hs + Hp, m (2)
Trong đó:
Hs – Chiều cao của đá phá hỏa sau sập đổ, m;
Hp – độ co ngót/lèn chặt lớn nhất của đá phá
hỏa sau sập đổ, m;
- Chiều sâu cắt vách thiết kế (Hc) khống chế
trong giới hạn giữa chiều cao tối thiểu, tối đa
nêu trên, và được xác định theo công thức (hình
4)
Hình 4: Sơ đồ xác định chiều cao đá vách
cần nổ mìn dỡ tải
(3)
HG – Chiều cao đường lò chuẩn bị được bảo
vệ, m;
– mức độ độ co ngót của đá vách
điều khiển, m;
– mức độ bùng nền phạm vi đá
vách điều khiển, m;
k – hệ số nở rời của đá phá hỏa
* Xác định chiều sâu lỗ khoan cắt vách
Chiều sâu lỗ khoan cắt vách phụ thuộc vào
chiều cao đá vách cần dỡ tải và góc khoan so
với mặt phẳng nóc lò Theo kinh ngiệm tại Trung
Quốc [7], góc tạo giữa lỗ khoan và mặt phẳng
nóc lò nên được thiết kế nằm trong phạm vi từ
65° ÷ 80° Góc khoan được lựa chọn phải cân
đối đến góc dốc vỉa than và cấu trúc các tập đá
vách cần dỡ tải, sao cho góc khoan nằm trong giới hạn trên
Khi đã xác định được góc khoan phù hợp, chiều sâu lỗ khoan khi đó được lựa chọn theo công thức sau:
, m (4) Trong đó:
HC – Chiều cao gương khai thác lò chợ, m;
q - Góc khoan so với mặt phẳng nằm ngang, độ;
ko - hệ số kinh nghiệm, ko = 1,4 ÷ 1,8;
* Xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn cắt vách
- Xác định khoảng cách giữa các lỗ khoan cắt vách: Công tác nổ mìn được coi là đạt hiệu
quả khi đá vách ở phạm vi giữa các lỗ khoan sau nổ mìn sẽ giao thoa để tạo nên một vết cắt liền mạch dọc theo phương đường lò chuẩn bị Một số nghiên cứu [6, 7, 8] đã chỉ ra, khoảng cách hợp lý giữa hai lỗ khoan dao động từ 400 ÷ 500mm trong đá cứng, từ 500 ÷ 600mm trong đá mềm Lỗ khoan cắt vách thông thường sẽ nằm trong cả hai phạm vi này, nên cơ bản khoảng cách giữa hai lỗ khoan cắt vách được xác định
là 500mm
- Công tác nổ mìn cắt vách: Do lỗ khoan nổ
mìn cắt vách có chiều dài lớn (thường ≥ 5,0m), thuốc nổ trong lỗ khoan sẽ được nạp phân đoạn Để thuận lợi cho công tác nạp mìn và đảm bảo hiệu quả giao thoa giữa các lỗ khoan, thuốc
nổ và bua sẽ được nạp bên trong đường ống nhựa PVC có đường kính nhỏ hơn đường kính
lỗ khoan (bố trí thành nhiều đoạn ống ngắn, liên kết ren hoặc khớp nối để thuận tiện cho công tác vận chuyển và nạp mìn, nạp bua) Trên thân đường ống được gia công hai hàng lỗ đối diện nhau, dọc theo phương đường lò, các hàng lỗ này sẽ nằm trên một mặt phẳng, để hình thành đường biên giới giữa phạm vi đá vách nóc lò chuẩn bị và đá vách nóc lò chợ phạm vi cần dỡ tải Thuốc nổ để nổ mìn cắt vách có thể sử dụng loại an toàn đang được sử dụng tại các mỏ hầm
lò Với đường kính thỏi thuốc từ 27 ÷ 32mm, sử dụng loại ống PVC có đường kính trong 37mm, đường kính ngoài 42mm, khi đó đường kính
lỗ khoan cắt vách sẽ bằng khoảng 48mm Các loại máy khoan thi công neo tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh hoàn toàn đáp ứng yêu cầu Nguyên tắc nạp nổ mìn cắt vách và ví dụ thực tế thể hiện trong hình 5
Trang 53.3 Chống tăng cường đường lò chuẩn
bị và cách ly đất đá phá
Phạm vi cần chống tăng cường của đường lò
chuẩn bị khi áp dụng giải pháp khai thác không
trụ bảo vệ bao gồm phạm vi chịu ảnh hưởng
của áp lực tựa trước gương lò chợ (hai hông
đều là than, đá nguyên khối chưa khai thác) và
sau gương lò chợ (một hông là đá phá hỏa, một
hông còn lại là than, đá nguyên khối) Chiều dài
cần chống tăng cường phụ thuộc vào diễn biến
áp lực mỏ và dịch động đường lò chuẩn bị cần
bảo vệ Theo nghiên cứu [6, 7, 8], phạm vi cần
chống tăng cường của lò chuẩn bị được chia
làm 04 khu vực:
- Khu vực I: phạm vi khoảng 20 ÷ 30m trước
gương lò chợ, đá vách bắt đầu dịch chuyển do chịu tác động của áp lực tựa từ gương khai thác
- Khu vực II: phạm vi từ mét thứ 0 ÷ mét 60 tình từ gương lò chợ về phá hỏa Ở phạm vi này
đá vách sập đổ, vỡ vụn điền lấp vào không gian
đã khai thác, cấu trúc của đá vách phạm vi sập
đổ luôn ở trạng thái động
- Khu vực III: phạm vi từ mét thứ 60 ÷ mét
160 tính từ gương lò chợ về phá hỏa Ở phạm
vi này, đá vách sập đổ dần đi vào ổn định, giảm mức độ dịch chuyển, đất đá phá hỏa đã lèn chặt
và bắt đầu có sự liên kết với nhau
- Khu vực IV: phạm vi từ mét thứ 160 tính từ gương lò chợ về phá hỏa Ở phạm vi này, đá vách đã sập đổ ổn định, tái liên kết và đạt đến
a Cấu trúc đường ống PVC phục vụ nạp mìn cho lỗ khoan cắt vách
b Mô hình cơ học của công nghệ nổ mìn định hướng cắt vách
c Lỗ khoan đơn d Dải lỗ khoan sau nổ e Bề mặt đá vách được cắt
Hình 5 Hộ chiếu nổ mìn lỗ khoan định hướng cắt vách dỡ tải áp lực
Trang 6trạng thái cân bằng, kết thúc dịch chuyển.
Như vậy có thể xác định, phạm vi đường lò
cần chống tăng cường là khoảng 180 ÷ 190m,
trong đó 20 ÷ 30m phía trước và 160m phía sau
gương lò chợ Vật liệu chống tăng cường có thể
sử dụng kết cấu vì thủy lực tổ hợp hoặc kết cấu
vì đơn-xà kim loại Đồng thời, để ngăn đất đá
tràn vào không gian đường lò, hông lò phía phá
hỏa phải được giữ bằng kết cấu chống giữ phù
hợp, có thể sử dụng vì thép kết hợp lưới Bên
cạnh đó, do đường lò giáp trực tiếp với phá hỏa,
nên trong trường hợp vỉa than khu vực áp dụng
có tính tự cháy, ảnh hưởng lớn của nước, hông
lò phía phá hỏa phải được phun bê tông hoặc
vật liệu khoáng hóa mỏ chuyên dụng, để làm
làm cứng và cách ly khu vực phá hỏa với không
gian đường lò chuẩn bị cần bảo vệ Chi tiết minh
họa thể hiện trong hình 6, hình 9
Một trong các đơn vị điển hình áp dụng thành
công giải pháp công nghệ 110 tại Trung Quốc có
thể kể đến mỏ Điểm Bình, tỉnh Sơn Tây [7], áp
dụng tại lò vận tải lò chợ 9100 thuộc vỉa than số
9, thuộc loại than bitum và than cốc Vỉa than có
cấu tạo địa chất đơn giản, thuộc loại vỉa chứa
khí lớn, chiều dày vỉa 3,1m, dốc 4° Đá vách có
cấu tạo phức tạp, gồm nhiều lớp đá có thành
phần thạch học khác nhau, vách trực tiếp là sét
kết dày trung bình 2,1m, vách cơ bản là cát kết
dày 6,1m, tiếp phía trên vách cơ bản lớp sét kết
dày 0,7m và vỉa than số 8 dày trung bình 2,4m
Lò chợ áp dụng nằm ở chiều sâu 225 ÷ 360m,
kích thước theo hướng dốc 220m, theo phương
1088m Trong đó, chiều dài đường lò vận tải áp
dụng giải pháp là 942m, được đào tiết diện hình
chữ nhật, rộng 5,0m, cao 3,1m, chống giữ bằng
neo cất dẻo cốt thép và neo cáp Chiều sâu lỗ
khoan cắt vách 9,0m, gia cường khả năng mang
tải lò chuẩn bị bằng 02 thanh neo cáp dài 13,3m
Kết quả quan trắc dịch động cho thấy, lò vận tải lò chợ 9100 có mức độ biến dạng lớn nhất theo chiều cao là 439mm (hạ nóc 186mm, bùng nền 253mm), theo chiều rộng là 330mm (hông phá hỏa giảm 201mm, hông phía trụ than giảm 129mm) Đường lò vận tải được bảo vệ thành công bằng giải pháp 110, đảm bảo kích thước yêu cầu để phục vụ cho lò chợ kế tiếp mà không phải đào lò mới Chi tiết thể hiện trong hình 7, hình 8
Ví dụ khác áp dụng thành công sơ đồ kiểu
110 tại Trung Quốc là mỏ Bạch Giảo, tỉnh Tứ Xuyên [6] Vị trí áp dụng tại lò vận tải lò chợ
2422, đào chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp neo cáp, chiều rộng 4,2m, chiều cao 2,5m Vỉa than phạm vi áp dụng có chiều dày 2,1m, vách trực tiếp là sét kết dày 1,5m, phía trên là đá bột kết Chiều sâu khai thác 482m, chiều dài lò chợ theo hướng dốc 165m, chiều dài theo phương
lò vận tải áp dụng giải pháp 465m Chiều cao
đá vách được điều khiển dỡ tải là 5,0m, tăng khả năng mang tải lò chuẩn vị bằng 03 vì neo cáp dài 8,0m Kết quả áp dụng thực tế thể hiện trong hình 9
Từ những lợi ích to lớn về kinh tế, kỹ thuật đạt được, phương pháp khai thác lò chợ theo kiểu 110 ngày càng được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai thác than hầm lò ở Trung Quốc,
và đã trở thành cuộc cách mạng lần thứ 3 trong ngành khai mỏ than ở Trung Quốc [4]
4 Tiềm năng ứng dụng giải pháp 110 tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh
Về tiềm năng trữ lượng: Theo kết quả thực
hiện của đề tài [2], trữ lượng vỉa than dày trung bình (184.327 nghìn tấn), đến dày (280.080 nghìn tấn), thoải đến nghiêng được huy động vào khai thác theo 12 dự án mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh (Mạo Khê, Uông Bí, Vàng Danh) là
a.Tăng cường bằng vì tổ hợp b Tăng cường bằng vì đơn c Kết cấu cách ly đá phá hỏa
Hình 6 Ví dụ các giải pháp chống tăng cường lò chuẩn bị được bảo vệ
Trang 7khoảng 464.407 nghìn tấn, chiếm gần 74% tổng
trữ lượng (630.645 nghìn tấn - chỉ tính trong
phạm vi lò chợ, chi tiết thể hiện trong hình 10)
Đây là phạm vi trữ lượng dự kiến áp dụng công
nghệ lò chợ dài, bảo vệ lò dọc vỉa bằng trụ than
Nếu chỉ tạm tính bằng 12% trữ lượng huy động
trong diện tích khai thác lò chợ, trữ lượng than
để lại trong trụ bảo vệ đã là 55.729 nghìn tấn
(22.119 nghìn tấn vỉa dày trung bình, 33.610
nghìn tấn vỉa dày), tương đương tổng trữ lượng huy động của một mỏ hầm lò lớn Qua đó có thể thấy, tiềm năng trữ lượng để ứng dụng giải pháp
110 là rất rộng mở
Về khả năng kỹ thuật: Từ các giới thiệu về
phương pháp khai thác lò chợ kiểu 110 nêu trên cho thấy, các điểm mấu chốt của công nghệ
là chống giữ tăng cường lò chuẩn bị bằng các loại vì chống thủy lực, neo cáp, khoan nổ mìn
Hình 7 Thiết kế và thực tế thi công giải pháp 110 tại mỏ Điểm Bình
a- Vị trị cách gương lò chợ 100m; b- Cách gương lò 200m,c- Cách gương lò 300m;d - Cách gương lò 400m Hình 8 Một số hình ảnh thực tế đường lò vận tải lò chợ 9100 được bảo vệ bằng giải pháp 110
tại mỏ Điểm Bình
Trang 8dỡ tải đá vách không yêu cầu phức tạp về thiết
bị cũng như kỹ thuật thi công Các mỏ hầm lò
vùng Quảng Ninh đã làm quen và áp dụng thành
công cơ giới hóa đồng bộ sử dụng giàn chống
tự hành từ năm 2005, công nghệ chống lò bằng
vì neo đã được triển khai đại trà tại hầu hết các
mỏ, do đó, việc thực hiện các khâu công nghệ
nêu trên của phương pháp 110 là hoàn toàn đáp
ứng yêu cầu
Dự kiến hiệu quả áp dụng: Cụ thể về hiệu
quả ứng dụng giải pháp phải được tính toán chi
tiết, đầy đủ các yếu tố đầu vào theo thiết kế cụ
thể Tuy nhiên, sơ bộ từ kinh nghiệm áp dụng tại
Trung Quốc cho thấy, triển khai giải pháp công
nghệ khai thác lò chợ không để trụ than bảo vệ
lò chuẩn bị sẽ cho phép mang lại một số hiệu
quả như sau:
- Giảm tổn thất do khai thác được thêm than
từ trụ bảo vệ (bằng 12 ÷ 15% sản lượng khai
thác lò chợ)
- Giảm chi phí mét lò chuẩn bị (giảm 01
đường lò, tương đương 50% chi phí)
- Giảm chi phí khấu hao mở mỏ, hạ tầng do khai thác được thêm than so với dự kiến của
dự án Bên cạnh đó, theo quy định hiện hành, sản lượng than được khai thác từ trụ bảo vệ lò chuẩn bị (đã được xác định là tổn thất trong dự
án đầu tư) sẽ không phải chịu tiền cấp quyền khai thác khoáng sản cũng như phí sử dụng tài liệu thăm dò Các loại phí này chiếm tỷ lệ không
hề nhỏ trong kết cấu giá thành của các đơn vị
5 Kết luận
Trong bối cảnh việc đầu tư xây dựng mới mỏ than hầm lò cần nhiều thủ tục và không thể triển khai sớm, để đáp ứng nhu cầu than ngày càng gia tăng của đất nước, song song với việc đẩy mạnh phát triển sâu bằng ứng dụng các loại hình công nghệ khai thác có mức độ cơ giới hóa cao, công suất lớn, TKV chủ trương khai thác tối đa tài nguyên than đã được quy hoạch vào khai thác theo các dự án mỏ, trong đó bao gồm cả trữ lượng than dự kiến để lại làm trụ bảo vệ lò chuẩn
bị Kinh nghiệm trên thế giới đã chỉ ra, khai thác tận thu than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị bằng các
b Hông lò trước khi phun cách ly bề
mặt phía phá hỏa d Phun bê tông cách ly bề mặt hồng lò phía phá hỏa e Không gian lò được bảo vệ bằng giải pháp 110
Hình 9: Kết quả áp dụng giải pháp 110 tại mỏ Bạch Giảo
Hình 10: Trữ lượng huy động tại 12 dự án mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh [2]
Trang 9giải pháp sử dụng trụ nhân tạo (111) hay không
để lại trụ bảo vệ (110) là một hướng đi mới, khả
thi, đảm bảo hiệu quả về mặt kỹ thuật cũng như
kinh tế cho doanh nghiệp Để có thể ứng dụng tại
các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, trước mắt TKV
cần giao cho đơn vị tư vấn phối hợp với đối tác
nước ngoài có kinh nghiệm cùng nghiên cứu áp
dụng giải pháp trong thực tế tại một mỏ hầm lò
vùng Quảng Ninh, làm cơ sở đánh giá, hoàn thiện
trước khi nhân rộng./
Tài liệu tham khảo:
1 Phùng Mạnh Đắc, Nguyễn Anh Tuấn và
nnk (1991), Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ:
Nghiên cứu áp dụng các sơ đồ công nghệ khai
thác không để lại trụ than bảo vệ, Viện Khoa học
Công nghệ Mỏ, Hà Nội
2 Đặng Thanh Hải và nnk (2016), Báo cáo
tổng kết đề tài cấp TKV “Phát triển áp dụng cơ
giới hóa đào lò và khai thác tại các mỏ hầm lò
vùng Quảng Ninh giai đoạn 2013 ÷ 2015, lộ trình
đến năm 2020”, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ,
Hà Nội
3 Đinh Văn Cường, Trần Văn Thanh, Nguyễn
Anh Tuấn (2018), Đánh giá khả năng sử dụng
trụ nhân tạo thay thế trụ than bảo vệ lò chuẩn bị
trong quá trình khai thác tại các mỏ hầm lò vùng
Quảng Ninh, Hội thảo khoa học “Công nghiệp
mỏ thế kỷ 21 – Những vấn đề Khoa học, Công
nghệ và Môi trường”, Hội KHCN Mỏ Việt Nam,
(8/2018), tr 243-251
4 Phùng Mạnh Đắc, Trương Đức Dư (2018),
Giải pháp công nghệ mới về khai thác không
trụ bảo vệ để tiết kiệm tài nguyên và khả năng
áp dụng để khai thác than ở Việt Nam, Hội thảo
chuyên đề “Áp dụng công nghệ khai thác tiết kiệm tài nguyên ở các mỏ than hầm lò Quảng Ninh”, Hội KHCN Mỏ Việt Nam, (12/2018), tr 1-8
5 Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030
được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 403/QĐ-TTg ngày 14/3/2016
6 Manchao He, Guolong, Zhibiao, Longwall mining “cutting cantilever beam theory” and
110 mining method in China – The third mining science innovation, Journal of Rock Mechanics
an Geotechnical Engineering 2015(7), p
483-492
7 Zimin Ma, Jiong Wang, Manchao He, Yubing
Gao, Jinzhu Hu, Qiong Wang, Key Technologies and Application Test of an Innovative Noncoal Pillar Mining Approach: A Case Study, Enegies
2018 (11) (www.mdpi.com/journal/enegies)
8 Tao Zhigang, Song Zhigang, He Manchao,
Meng Zhigang, Pang Shihui, Principles of the roof cut short-arm beam mining method (110 method) and its mining-induced stress distribution, International Journal of Mining
Science and Technology 28 (2018), p 391-396
Abstract:
For longwalls, the technological loss is commonly over 20%, most of which is located in the pillars of preparation roadways (with reserves of 12 ÷ 15% of the total mobilized reserves in the exploitation area of the longwall) Therefore, it is necessary to have solutions to reduce coal loss in areas where longwall technology application is expected to be applied, especially the solution that allows the maximum exploitation of coal reserves in pillars of the preparation roadway.
Longwall mining with coal non-pillars in the preparation roadway - experiences in the world and potential applications
in coal underground mines in Quang Ninh
MSc Dinh Van Cuong, Vinacomin – Institute of Mining Science and Technology
Dr Nguyen Anh Tuan, Vietnam National Coal Mineral Industries Holding Corporation Limited
Assoc.Prof.PhD Tran Van Thanh, Hanoi University of Mining and Geology