Nghiên cứu đề xuất các giải pháp chống bụi trong quá trình thi công các đường lò tại mỏ than nam mẫu

26 Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG BỤI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LÒ TẠI CÁC MỎ THAN .... Với quan điểm coi con người là mục tiêu, là nguồn lực để phát triển sản xuấ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG BỤI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LÒ

TẠI MỎ THAN NAM MẪU

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm

Mã số: 60 58 02 04

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Nguyễn Bình

Hà Nội - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn này hoàn toàn được thực hiện do chính tác giả, các tài liệu, số liệu đều được tác giả thu thập, tập hợp một cách hợp pháp, không vi phạm bất

kỳ một bản quyền trí tuệ nào Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn cũng như các tài liệu, số liệu nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày 08 tháng 4 năm 2015

Tác giả

Nguyễn Thị Hương

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục bảng biểu

Danh mục các hình

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CHỐNG BỤI TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO LÒ TẠI CÁC MỎ HẦM LÒ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 4

1.1 Tổng quan về tình hình sản xuất than trên thế giới 4

1.1.1 Nhu cầu tiêu thụ năng lượng tự nhiên 4

1.1.2 Tình hình sản xuất than tại các mỏ hầm lò trên thế giới 5

1.2 Tổng quan về tình hình sản xuất than ở Việt Nam 8

1.2.1 Sơ lược về công tác đào lò tại các mỏ than ở Việt Nam 8

1.2.2 Công nghệ khai thác than hầm lò tại Việt Nam [7] 20

1.2.3 Hiện trạng ô nhiễm bụi than trong các mỏ hầm lò ở Việt Nam 21

1.3 Hiểm họa của bụi than trong mỏ hầm lò 22

1.3.1 Khái niệm về bụi 22

1.3.2 Tác hại của bụi đối với con người 23

1.3.3.Tác hại khác của bụi than trong mỏ hầm lò: 25

1.4 Ngăn ngừa phòng chống bụi: 26

Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG BỤI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LÒ TẠI CÁC MỎ THAN 29

2.1 Hiện trạng công nghệ xử lí bụi trong hầm lò thế giới 29

2.2 Hiện trạng công nghệ xử lí bụi trong hầm lò Việt Nam 32

2.3 Các phương pháp công nghệ và thiết bị dập xử lí bụi 33

2.3.1 Phương pháp xử lý bụi bằng buồng lắng [1] 36

2.3.2 Phương pháp xử lý bụi dựa vào lực ly tâm (cyclon) [1] 38

2.3.3 Phương pháp xử lý bụi bằng màng lọc [1] 38

2.3.4 Khử bụi bằng phương pháp ướt [16] 39

2.3.5 Khử bụi bằng tĩnh điện 43

2.3.6 Phương pháp thông gió hầm lò [16] 44

2.4 Các giải pháp dập bụi trong đường lò than Việt Nam 46

2.4.1 Các giải pháp kỹ thuật phòng chống bụi và các xon khí [3] 46

2.4.2 Cơ sở lựa chọn công nghệ và thiết bị hút - dập bụi cho các khu vực đào lò 51

2.4.3 Sơ đồ công nghệ sử lý bụi [7] 51

2.4.4 Thiết bị dập bụi trên máy Combai đào lò 54

Chương 3: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG BỤI CHO CÁC ĐƯỜNG LÒ CỦA CÁC MỎ THAN TAI VIỆT NAM 55

3.1.Các phương pháp xử lí bụi theo phương pháp khô 55

3.1.1.Buồng lắng bụi [1] 55

3.1.2 Lọc bụi ly tâm [1] 56

3.1.3 Lọc bụi qua lưới vải lọc [1] 57

3.1.4 Lọc bụi điện [1] 57

3.2 Các phương pháp thu bụi theo phương pháp ướt 58

3.2.1 Khái niệm chung 58

3.2.2 Các tháp rửa khí rỗng [1][13] 59

3.2.3 Các tháp rửa khí có ô đệm 60

3.2.4 Các thiết bị thu bụi theo phương pháp sủi bọt 61

3.2.5 Các thiết bị thu bụi ẩm dưới tác động của lực va đập quán tính 61 3.2.6 Các thiết bị thu bụi ẩm dưới tác động của lực ly tâm 62

3.2.7 Thu bụi ẩm qua ống venturi [1] [12] [13] 62

3.2.8 Ưu nhược điểm của phương pháp ẩm 62

3.3 Hệ thống chống bụi than bằng phương pháp phun hỗn hợp nước khí nén [15] 63

3.4 Giải pháp chống bụi than bằng thông gió [16 ] 64

Chương 4: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG BỤI CHO CÁC ĐƯỜNG LÒ TẠI MỎ THAN NAM 67

4.1 Hiện trạng xử lý bụi than tại mỏ than Nam Mẫu - Lò Thượng KTV5 mức +50/+125 [8] 67

4.1.1 Vị trí lắp đặt hệ thống chống bụi 67

4.1.2 Nguyên tắc hoạt động của hệ thống chống bụi 67

4.1.3 Các yêu cầu của hệ thống dập bụi 67

4.1.4 Giải pháp kỹ thuật 68

4.1.5 Tính toán chọn đường ống cấp nước: 68

4.1.6 Tính chọn bơm 68

4.1.7 Trình tự thi công: 69

4.1.8 Biện pháp an toàn 70

4.1.9 Nhu cầu vật tư thiết bị 71

4.2 Đề xuất giải pháp xử lí bụi than tại gương lò cho dây chuyền đào lò bằng máy Combai AM – 50Z 71

4.2.1 Đặc tính kỹ thuật của máy combai AM-50Z 71

4.2.2 Khái quát về thiết bị Venturi 74

4.3 Đề xuất giải pháp chống bụi bằng thiết bị Venturi tại đường lò của mỏ than Nam Mẫu 81

4.3.1 Mô tả thiết bị 81

4.3.2 Trình tự công việc 82

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thống kê sự gia tăng dân số và mức tiêu thụ năng lượng tự nhiên

trên thế giới và dự báo đến năm 2025[17] 4

Bảng 1.2 Sản lượng khai thác than tính theo khu vực trên thế giới 6

Bảng 1.3 Kế hoạch đào lò XDCB & CBSX đến năm 2015- 2020 Tập đoàn công nghiệp than & khoáng sản Việt Nam 19

Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý bụi 33

Bảng 2.2 Đặc trưng và hiệu quả xử lý bụi của các thiết bị 34

Bảng 4.1 Nhu cầu vật tư thiết bị mỏ 71

Bảng 4.2 Thành phần hợp phần mẫu bụi tại gương lò đem phân tích 82

Bảng 4.3 Thông số đo đạc phân tích mẫu bụi: 84

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Biểu đồ thống kê sự gia tăng của dân số và mức tiêu thụ năng

lượng tự nhiên trên thế giới và dự báo đến năm 2025 [17] 5

Hình 1.2 Biểu đồ biểu thị sản lượng khai thác than tính theo khu vực trên thế giới 6

Hình 2.1 Hình ảnh hệ thống phun nước áp lực cao trên Combai [6] 30

Hình 2.2: Dây chuyền combai tại mỏ than DSK có sử dụng thiết bị hút dập bụi của CFT-360m3/ph - của Đức [6] 31

Hình 2.3: Hiệu suất tách bụi của một số kiểu thiết bị 35

Hình 2.4 Một số sơ đồ xử lý bụi bằng buồng lắng 37

Hình 2.5: Sơ đồ xử lý bụi bằng cyclon 38

Hình 2.6: Thiết bị tổ hợp Cyclon 39

Hình 2.7 Kiểu dàn mưa và kiểu tháp đĩa chồng 40

Hình 2.8 Sơ đồ thiết bị dập bụi bằng màng chất lỏng 41

Hình 2.9 Sơ đồ tháp lọc sủi bọt 42

Hình 2.10: Mô phỏng đường đi của hạt bụi trong điện trường 44

Hình 2.11: Quá trình lắng bụi tĩnh 44

Hình 2.12: Sơ đồ một hệ thống phun nước dập bụi đặc trưng cho các máy combai 52

Hình 2.13: Sơ đồ công nghệ dập bụi của Trung tâm cơ giới hóa ngành mỏ KOMAG 53

Hình 2.14: Sơ đồ công nghệ đào lò bằng máy combai có thiết bị hút dập bụi đi kèm 54

Hình 3.1 Sơ đồ buồng lắng bụi 55

Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc bụi ly tâm 56

Hình 4.1 Sơ đồ khối thiết bị lọc bụi than 74

Hình 4.2 Các loại mỏ phun 77Hình 4.3 Đồ thị tương quan giữa độ nhớt của dịch tưới và kích thước giọt 78Hình 4.4 Đồ thị tương quan giữa áp suất dịch tưới và kích thước giọt 79Hình 4.5 Đồ thị tương quan giữa đường kính lỗ phun và kích thước giọt

nước 79Hình 4.6 Các dạng luồng phun của các loại mỏ phun khác nhau 80Hình 4.7 Thiết bị lọc bụi Venturi 81

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong nhiều năm qua, ngành khai thác than đã trở thành một trong những nguồn lực quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội, trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Do vậy đòi hỏi ngành khai thác than nói chung và ngành khai thác than hầm lò nói riêng luôn phải được duy trì và

có sự đầu tư phát triển với quy mô ngày càng lớn, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng than trong nước và xuất khẩu Để đáp ứng chiến lược phát triển ngành than về sản lượng trong những năm tới, đòi hỏi các mỏ than Hầm lò phải mở rộng, nâng cao năng lực, áp dụng các nghiên cứu khoa học kỹ thuật và công nghệ mới vào sản xuất, đảm bảo tạo được bước phát triển cao cả về năng suất lao động, công suất mỏ, tận thu tài nguyên triệt để và đặc biệt phải đảm bảo

an toàn trong tất cả các khâu sản xuất Do những đòi hỏi nêu trên, để đáp ứng nhu cầu các đơn vị sản xuất than phải mở rộng, lập các dự án để khai thác than xuống sâu dưới mực thông thủy và đây chính là vấn đề thách thức lớn nhất đối với công tác an toàn mỏ

Trong những năm gần đây mặc dù đã ý thức được vấn đề về ô nhiễm bụi trong quá trình khai thác hầm lò nhưng vấn đề này vẫn chưa được cải thiện đáng kể Chính vì vậy việc bảo vệ sức khỏe người lao động trong quá trình khai thác vẫn là một trong những vấn đề được đặt lên hàng đầu trong quá trình sản xuất Với quan điểm coi con người là mục tiêu, là nguồn lực để phát triển sản

xuất, tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp chống bụi trong quá trình thi công các đường lò tại mỏ than Nam Mẫu” để giúp các

nhà quản lí mỏ có được giải pháp tối ưu để bảo vệ sức khỏe người lao động

2 Mục đích của đề tài

- Đánh giá được ảnh hưởng của bụi đến sức khỏe người lao động

- Đề xuất được các giải pháp chống bụi trong thi công đào lò tại dự án

mỏ than Nam Mẫu, đảm bảo sức khỏe người lao động

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Đường lò tại mỏ than Nam Mẫu

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu lựa chọn một số giải pháp chống bụi phù hợp cho các đường lò tại mỏ than Nam Mẫu

4 Nội dung nghiên cứu

- Các phương pháp chống bụi trong quá trình thi công các đường lò tại các mỏ than

- Đề xuất giải pháp chống bụi cho các đường lò tại mỏ than Nam Mẫu

- Áp dụng thiết bị chống bụi Venturi vào đường lò mỏ than Nam Mẫu

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp

- Phối hợp nghiên cứu lý thuyết và thực

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

- Kết quả thí nghiệm có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc vì sẽ góp phần đáng kể vào việc giảm thiểu lượng bụi trong quá trình thi công các đường lò

- Luận văn đã đề xuất được một số giải pháp hợp lý, có thể ứng dụng vào trong quá trình thi công các đường lò tại mỏ than Nam Mẫu

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm phần Mở đầu, 4 chương, phần Kết luận và kiến nghị được

trình bày trong 92 trang với 25 hình và 8 bảng

8 Lời cảm ơn

Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu, tác giả đã hoàn thành Luận văn

Thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp chống bụi trong quá trình thi công các đường lò tại mỏ than Nam Mẫu”

Lời đầu tiên tác giả bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Bình đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa sau đại học, Bộ môn Công trình ngầm và Mỏ và các thầy cô trong Khoa xây dựng trường Đại học Mỏ-Địa chất đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Tác giả cũng muốn bày tỏ sự biết ơn của mình tới tập thể cán bộ các phòng ban thuộc công ty than Nam Mẫu tỉnh Quảng Ninh và cơ quan tác giả đang công tác đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả hoàn thành khóa học và Luận văn này

Qua việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã có thêm nhiều kiến thức bổ ích trong chuyên môn cũng như trong phương pháp luận nghiên cứu khoa học Điều này sẽ giúp ích rất nhiều cho tác giả về mặt chuyên môn

để có thể góp phần nhỏ bé của mình vào sự nghiệp của ngành Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm nói chung và cơ quan tác giả đang công tác nói riêng

Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CHỐNG BỤI TRONG QUÁ TRÌNH ĐÀO LÒ TẠI CÁC MỎ HẦM LÒ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan về tình hình sản xuất than trên thế giới

1.1.1 Nhu cầu tiêu thụ năng lượng tự nhiên

Cùng với sự gia tăng dân số trên toàn thế giới, lượng tiêu thụ năng lượng

tự nhiên của thế giới cũng phát triển theo Theo báo cáo của quỹ dân số trên thế giới Liên Hiệp Quốc đến năm 2020 dân số thế giới sẽ đạt đến mức 7,85 tỷ người và đạt 8,9 tỷ người vào năm 2050 Ở các nước đang phát triển bao gồm các nước ở Châu á (Trừ Nhật Bản), Châu Phi, Mỹ La Tinh… sự gia tăng dân

số quá nhanh, cộng với sự phát triển của các ngành công nghiệp có mối quan

hệ mật thiết với sự tiêu thụ nguồn năng lượng, đã làm cho mức tiêu thụ tăng cao Ước tính theo đà phát triển trên trong tương lai với tỉ lệ tăng dân số cao hơn sẽ khiến lượng tiêu thụ năng lượng tự nhiên tăng không ngừng Cụ thể mối quan hệ giữa sự gia tăng dân số và mức tiêu thụ năng lượng dự báo đến năm 2025 được thể hiện theo bảng 1.1 và hình 1.1

Bảng 1.1 Thống kê sự gia tăng dân số và mức tiêu thụ năng lượng tự

nhiên trên thế giới và dự báo đến năm 2025[17]

(100 triệu người)

Năng lượng (100 triệu Kilolitre)

Tỉ lệ tiêu thụ/người

Nguồn năng lượng tự nhiên: Dầu lửa, than đá, khí thiên nhiên, năng lượng nguyên tử và điện Nêu không tính tới các nguồn năng lượng tái sinh thì nguồn năng lượng tự nhiên hóa thạch chiếm khoảng 90%, trong đó than đá

là một nguồn năng lượng quan trọng chiếm khoảng một phần tư nguồn năng lượng tự nhiên thế giới

Hình 1.1 Biểu đồ thống kê sự gia tăng của dân số và mức tiêu thụ năng

lượng tự nhiên trên thế giới và dự báo đến năm 2025 [17]

1.1.2 Tình hình sản xuất than tại các mỏ hầm lò trên thế giới

Tình hình sản xuất than trên thế giới trong những năm gần đây được giới thiệu trong bảng 1.2 và hình 1.2 Tình hình sản xuất than trên thế giới có sự phát triển theo khuynh hướng đặc trưng sau:

Bảng 1.2 Sản lượng khai thác than tính theo khu vực trên thế giới

ĐVT: (Nghìn tấn) [17]

Tên quốc gia 2008 2009 2010 2011 2012

Bắc Mỹ 1259089 1155928 1173357 1186982 1106501 Canada 74680.49 69377.27 74842.53 73980.52 73299.3 Cônômbia 81022.09 80255.98 81956.85 94581.62 98602.85 Trung Quốc 3099061 3301803 3560635 3878012 4017920 Hoa Kỳ 1171809 1074923 1084368 1095628 1016458

Ấn Độ 570009.6 614917.8 619842.9 633773.9 649643.9

Úc 432382.7 449630.6 467823.1 443390.4 463783.2 Nga 336163.1 304228 354614.7 354869.3 390152.1 Ukraine 65548.94 60601.77 60574.21 69071.93 71244.59 Châu phi 282818.6 279827.6 286026.2 284829.5 295250.7

Các nước châu Mỹ La tinh tăng sản lượng lên hơn 6 lần trong vòng 20 năm qua Châu Á khai thác một lượng than khổng lồ: 813 triệu tấn vào năm 1980; 2 tỷ 192,7 triệu tấn (chiếm 51,85% lượng của thế giới) vào năm 2003 trong đó Trung Quốc tăng trưởng mạnh nhất từ 620 triệu tấn lên 1 tỷ 670 triệu tấn, Indonesia xuất phát từ con số 0 lên tới 115 triệu tấn, Ấn độ cũng phát triển rất mạnh từ 111 triệu tấn lên 358 triệu tấn

Khu vực Liên Xô cũ sản lượng khai thác giảm mạnh cùng việc sụp đổ của chế độ xã hội chủ nghĩa Những năm gần đây, sản lượng than của Nga phục hồi một cách nhanh chóng Thống kê lượng khai thác năm 1980 và năm

2002 tại khu vực này đã giảm mạnh từ 553 triệu tấn xuống còn 326 triệu tấn Khu vực Đông Âu hầu hết các nước sản xuất than cũng giảm sản lượng, năm

1980 sản lượng là 500,2 triệu tấn đến năm 2003 sản lượng chỉ đạt 186 triệu tấn Châu Đại Dương mà chủ thể là Nam Phi và Châu Úc sản lượng than tăng nhanh

Dự đoán trong tương lai, trong khoảng năm 2001 đến năm 2020 các nước phát triển sẽ tiêu thụ khoảng 66% lượng gia tăng tiêu thụ năng lượng tự nhiên trên thế giới So sánh tỷ lệ tiêu thụ năng lượng trong tương lai, lấy mốc năm 2006 là gốc, có thể nhận thấy vào thời điểm năm 2020 lượng khí thiên nhiên sẽ tăng gần đến mức 4% Dầu lửa và than đá cùng giảm theo thứ tự 0,5% và 1,3%

Đã có nhiều con số thống kê về trữ lượng than trên thế giới, theo số liệu công bố tại hội nghị năng lượng than thế giới (EIA) gần đây nhất (2001) thì tổng trữ lượng địa chất học trên toàn thế giới là 7.000 tỷ tấn Trong đó than

mỡ và than không khói là 3.300 tỷ tấn Tuy nhiên trữ lượng có đủ điều kiện kinh tế và kỹ thuật khai thác vào khoảng 1.000 tỷ tấn Cũng theo số liệu của EIA trong năm 2001 lượng than khai thác trên toàn thế giới đạt khoảng 3 tỷ

700 triệu tấn Đứng đầu và chiếm 1/3 sản lượng thế giới là Trung Quốc 1 tỷ

236 triệu tấn, tiếp theo là Mỹ 936 triệu tấn, Ấn Độ là 303 triệu tấn, Liên Xô

cũ là 290 triệu tấn, Nam phi là 223 triệu tấn, Úc là 219 triệu tấn, Ba Lan là

117 triệu tấn… Số lượng mua bán trên thế giới ước tính vào khoảng 524 triệu tấn Nước đứng đầu trong vị trí xuất khẩu than là Úc: 167 triệu tấn chiếm 31%; tiếp theo là Mỹ: 71 triệu tấn, Indonesia: 47 triệu tấn Nhật Bản là nước nhập than lớn hơn cả với 129 triệu tấn chiếm 26% Những nước ở vùng Châu

Á như Hàn Quốc là 51 triệu tấn, Đài Loan 37 triệu tấn.v.v

Cần phải xem xét thận trọng do có nhiều nguyên nhân khó xác định liên quan đến dự đoán nhu cầu than đá, tuy nhiên theo dự đoán của IEA các nước OECD sẽ tăng trên quy mô toàn thế giới, do đó người ta cho rằng cần phải đẩy mạnh những hoạt động thăm dò , khai thác và đổi mới thiết bị đối với các nước sản xuất than, riêng các nước tiêu thụ nhiều năng lượng cần phải đẩy mạnh những biện pháp tiết kiệm năng lượng

1.2 Tổng quan về tình hình sản xuất than ở Việt Nam

1.2.1 Sơ lược về công tác đào lò tại các mỏ than ở Việt Nam

Ở Việt Nam, than có nhiều loại, trữ lượng lớn, tập trung chủ yếu ở Quảng Ninh (90% trữ lượng than cả nước) Trữ lượng than của nước ta ước chừng hơn 6,6 tỷ tấn, trong đó trữ lượng có khả năng khai thác là 3,6 tỷ tấn (đứng đầu ở Đông Nam Á) Sản lượng và xuất khẩu than tăng nhanh trong những năm gần đây

Hiện nay có trên 30 mỏ hầm lò đang hoạt động Trong đó, có 8 mỏ có trữ lượng lớn, có công nghệ và cơ sở hạ tầng khá hoàn chỉnh với sản lượng tương đối lớn 900 - 1300 nghìn tấn/ năm Các mỏ còn lại có sản lượng khai thác dưới 500 nghìn tấn/ năm Một số mỏ còn nhỏ diện tích khai thác hẹp

Sơ đồ mở vỉa trên mức thông thủy là lò bằng xuyên vỉa, dưới mức thông thủy tự nhiên là giếng nghiêng kết hợp lò bằng hiện nay ngành than đã có một

số mỏ hầm lò mở vỉa bằng giếng đứng như: Hà Lầm, Mạo Khê, Núi Béo, Khe Chàm II-IV

Chuẩn bị khai thác đối với mỏ lớn thường là tầng chia phân tầng có cặp thượng trung tâm, một thượng để vận chuyển than, một thượng để vận chuyển vật liệu và thông gió Chiều dài lò chợ theo phương đối với các mỏ nhỏ từ 150 - 400m, đối với các mỏ lớn từ 400 - 800m; chiều dài lò chợ theo hướng dốc từ 60 - 110m đối với các mỏ nhỏ, 120 - 150m đối với các mỏ lớn

Hệ thống khai thác phổ biến nhất là cột dài theo phương chiều dài lò chợ khi chống cột thủy lực đơn, hoặc giá thủy lực di động là 100 - 150m, sản lượng lò chợ là 100 - 150 nghìn tấn/ năm; khi chống gỗ là 60 - 100m, sản lượng 50 - 60 nghìn tấn / năm Ngoài ra còn đang sử dụng một số hệ thống khai thác khác như: chia lớp ngang nghiêng, khai thác dưới dàn chống cứng đối với các vỉa dốc trên 500, song công nghệ này chưa hoàn thiện, năng suất còn thấp Hiện nay toàn vùng Quảng Ninh có một lò chợ cơ giới hóa toàn bộ, bước đầu cho kết quả tốt, sản lượng 200 nghìn tấn / năm

Trong vài năm gần đây các Combai hạng nhẹ đã được sử dụng khá rộng rãi trong các công ty than hầm lò thuộc tập đoàn TKV để đào các đường lò than và đá mềm

Việc ứng dụng thiết bị đào lò cơ giới này đã đem lại nhiều thành công đáng kể ngoài các kỷ lục về tốc độ đào lò đã được xác lập thì công nghệ đào

lò cơ giới này đã làm giảm được nhân lực và chi phí thi công rõ rệt

Theo chiến lược phát triển của ngành than Việt Nam đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020 của TKV thì nhu cầu phải xuống sâu để nâng công suất của các mỏ hầm lò thì khối lượng đào lò trong đá tăng lên một cách đang

kể Do đó việc lựa chọn Combai đào lò là một xu thế tất yếu

Bảng 1.3 Kế hoạch đào lò XDCB & CBSX đến năm 2015- 2020 Tập đoàn công nghiệp than & khoáng sản Việt Nam

1.2.2 Công nghệ khai thác than hầm lò tại Việt Nam [7]

Trong công nghệ khai thác hầm lò, Tập đoàn CN than-Khoáng sản VN

đã áp dụng rộng rãi công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, chia lớp ngang nghiêng, thay thế cho công nghệ khai thác bằng buồng truyền thống không an toàn, tổn thất than cao Áp dụng công nghệ khai thác bằng các lỗ khoan đường kính lớn đối với các vỉa than có chiều dày mỏng, dốc, chiều dài theo đường phương không ổn định tại mỏ Hồng Thái, Đồng Vông Áp dụng công nghệ khai thác lò chợ chân khay, xiên chéo sử dụng cột thủy lực đơn - xà khớp cho các vỉa than có chiều dày trung bình, gốc dốc đến 450 Công nghệ khai thác lò chợ có đã vách khó sập đổ…

Từ năm 1998, Tập đoàn CN than-Khoáng sản VN đã đưa vào áp dụng vì chống thủy lực đơn trong các mỏ hầm lò Sau đó giá khung di động thủy lực vào chống trong lò chợ Đến nay, các loại vì chống thủy lực đã được áp dụng hầu hết trong các mỏ than hầm lò VN như: cột chống thủy lực đơn, giá thủy lực, giá khung thủy lực di động, loại bỏ gần như hoàn toàn các lò chợ chống bằng vì gỗ

Những năm gần đây, dựa trên thành tịu đưa vì chống thủy lực vào áp dụng chống trong lò chợ, các mỏ than trong Tập đoàn CN Than-Khoáng sản

VN đã dần áp dụng cơ giới hóa cho các điều kiện địa chất của từng khu vực

mỏ than khác nhau, cụ thể như: áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác sử dụng máy khấu kết hợp giá thủy lực, cơ giới hóa đồng bộ sử dụng máy khấu kết hợp dàn tự hành, dàn tự hành siêu nhẹ trong các vỉa mỏng, dày trung bình

có gốc dốc từ thoải đến nghiêng tại các vỉa không thể áp dụng máy khấu than như mỏ than Khe Chàm Áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ sử dụng máy khấu kết hợp dàn tự hành VINAALTA để khai thác lớp trụ hạ trần cho các vỉa có điều kiện địa chất vỉa than dày, góc dốc từ thải đến nghiêng tại công ty than Vàng Danh, Nam Mẫu Áp dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH để

khấu gương than bằng máy bào than cho vỉa mỏng đến trung bình, dốc đứng tại các mỏ than Mạo Khê, Hồng Thái Áp dụng cơ giới hóa khai thác chia lớp nghiêng sử dụng dàn tự hành KDT-1, cơ giới hóa khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng dàn tự hành KDT-2

Đầu năm 2015, Công ty than Hà Lầm đã đưa vào lắp đặt và vận hành lò chợ cơ giới hoá đồng bộ công suất 600.000 tấn/năm, với tổng giá trị đầu tư gần 260 tỷ đồng là một trong những lò chợ lớn nhất Tập đoàn TKV cho tới thời điểm hiện tại; Lò chợ được chống bằng giàn chống thủy lực với hai loại giàn chống là giàn chống trung gian mã hiệu ZF 4400/16/28, chiều cao chống

từ 1,6 đến 2,8m trọng lượng 15 tấn và giàn chống quá độ mã hiệu ZFG 4800/18/28, chiều cao chống 1,8 đến 2,8m trọng lượng lên đến 18 tấn; đi theo

đó là máy khấu có mã hiệu MG150/375-W và máng cào có mã hiệu SGZ 630/264 Sau hơn một tháng từ khi tiếp nhận, nghiệm thu, công tác vận chuyển, lắp đặt đã hoàn thành và đang tiến hành căn chỉnh, chạy thử các thiết

bị của lò chợ cơ giới hóa đồng bộ, dự kiến ngày 6 tháng 4 năm 2015 những tấn than đầu tiên sẽ ra tại lò chợ này

Áp dụng công nghệ cơ giới hóa trong khai thác than hầm lò đã góp phần tăng sản lượng khai thác than, tăng năng suất lao động, nâng cao mức độ an toàn cho công nhân lò, bảo vệ tài nguyên và môi trường trong ngành công nghiệp than VIệt Nam

1.2.3 Hiện trạng ô nhiễm bụi than trong các mỏ hầm lò ở Việt Nam

Ở tất cả các công đoạn mỏ đều phát sinh bụi Ở các mỏ hầm lò lượng bụi phát sinh nhiều nhất là ở khâu khấu than hoặc đào lò than bằng máy Combai không sử dụng hệ thống chống bụi, ở giai đoạn khoan nổ mìn lò chợ

và lò chuẩn bị, ở điểm chuyển tải than Theo số liệu thống kê, khi khai thác

1000 tấn than ở mỏ hầm lò thì tạo ra 11 – 12kg bụi Với sản lượng khai thác như trên lượng bụi được tạo ra ở các mỏ hầm lò là rất lớn

Năm 2003 khi công ty than Mông Dương đưa chiếc Combai đầu tiên vào

áp dụng để đào lò, ngoài những ưu điểm vượt trội thì người ta cũng nhận thấy rằng, đào lò bằng Combai luôn gặp khó khăn trong khâu thông gió - xử lí bụi Tại một đợt khảo sát thực tế tại lò dọc vỉa than I12 - cánh đông Công ty than Mông Dương, các giám sát của Viện KHCN Mỏ đã đo đạc, phân tích và đưa ra được con số về nồng độ bụi tại các khu vực các gương đào trong lúc đang thi công là 196 mg/m3 không khí (gấp 4 lần quy phạm an toàn cho phép) Lượng bụi này sinh ra khi Combai AM - 50Z đang đào một gương than 9,6m2 có xen kẽ một hai lớp kẹp mỏng có độ dày 20 - 30 cm trong điều kiện đường lò thi công chỉ sử dụng một hệ thống thông gió đẩy bằng quạt BM - 6M Điều này xảy ra tương tự đối với các đường đào lò than áp dụng đào lò Combai AM - 50Z khác

Một số công ty đã nỗ lực trong việc khắc phục vấn đề trên bằng nhiều cách khác nhau như: Tăng công suất quạt gió đẩy, bổ sung thông gió hút Tuy nhiên, hiệu quả đem lại hầu như không đáng kể

1.3 Hiểm họa của bụi than trong mỏ hầm lò

1.3.1 Khái niệm về bụi

Có rất nhiều khái niệm về bụi, dưới đây là một số khái niệm về bụi đang được sử dụng:

- Người ta gọi bụi là những đám khói được tạo nên bởi các hạt nhỏ của đất cát, khoáng vật và hơi kim loại

- Bụi là những hạt vô cùng nhỏ, nó bay lượn trong không khí và không

tự rơi xuống

- Bụi là những hạt nhỏ có kích thước từ 1/2000 đến 1/143mm rất dễ đọng lại trong phổi

- Bụi đọng lại trong phổi sẽ làm phổi bị suy yếu và trở thành nguyên nhân của căn bệnh bụi phổi

1.3.2 Tác hại của bụi đối với con người

Quá trình hô hấp của con người hấp thụ khí oxy trong khí quyển và bài tiết ra chất khí CO2 Quá trình này được các tế bào phổi thực hiện Trong trường hợp không khí không tới được tế bào phổi thì sẽ xẩy ra hiện tượng:

- Miệng và mũi bị bịt

- Khí quản và thanh quản bị tắc bởi dị vật

- Trạng thái tức ngực

- Bị hen xuyễn, khí quản bị thắt lại

- Tổn thương tế bào phổi: Đọng nước trong phổi, vách tế bào phổi bị dày lên

Khi con người hít vào trong quá trình hô hấp thì bụi có kích thước lớn hít vào qua mũi, họng, khí quản sẽ dính vào đờm và bị bài tiết ra ngoài, bụi có kích thước, cỡ hạt nhỏ hơn sẽ không được bài tiết ra ngoài trong quá trình hô hấp Vì vậy người ta gọi bệnh “bụi phổi” là những bệnh do bụi hít vào trong phổi trong quá trình hô hấp gây nên Bệnh bụi phổi tiến triển đến một mức nào đó thì mới xuất hiện các triệu chứng:

- Viêm niêm mạc phổi kéo dài

- Chứng dãn phế quản kéo dài

- Tức ngực kéo dài

Như vậy bụi phổi là một bệnh rất nguy hiểm bởi trong giai đoạn đầu khi các biểu hiện của bệnh thường không có và khi các biểu hiện của bệnh rõ ràng thì lúc đó các bộ phận trong phổi đã bị sơ hóa và công tác chữa trị cũng khó

có thể đem lại sự phục hồi nguyên trạng cho phổi bệnh nhân Để đảm bảo sức khỏe cho người lao động, phòng tránh được bệnh bụi phổi nhất là trong môi trường hầm lò, các công ty cần thiết phải lập những biện pháp cụ thể để khắc phục bệnh bụi phổi Do vậy để bảo vệ sức khỏe cho người lao động tránh được độc hại do nguyên nhân bụi gây ra cần phải nghiên cứu và xây dựng các đối sách phòng bụi theo hướng sau:

- Khống chế không cho bụi phát tán;

- Loại trừ bụi phát tán;

- Các biện pháp để không hít phải bụi phát tán

Như chúng ta biết việc loại trừ bụi khi bụi đã phát tán vào không khí là một việc rất khó, do vậy điều lý tưởng nhất là phải chặn được những nguyên nhân gây ra bụi, để nó không có khả năng gây bụi

Trong môi trường đào lò cần thiết phải có các phương pháp dập bụi Để thực hiện được việc đó ngoài hệ thống phun nước dập bụi có sẵn trên máy Combai thì cần thiết phải có thêm thiết bị thu gom bụi

Ngoài tác hại ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người lao động bụi tại các khu vực đào lò còn gây ra một số tác hại khác:

- Giảm tầm quan sát của thợ vận hành, giảm độ chính xác trong điều khiển các thiết bị gần gương

- Khó khăn trong di chuyển phối hợp đội thợ

- Nguy cơ nổ bụi cao, đặc biệt là khi cắt than

- Giảm độ tin cậy trong kết quả đo khí

- Giảm độ bền thiết bị trong gương

1.3.3.Tác hại khác của bụi than trong mỏ hầm lò

Trong các mỏ hầm lò, bụi than được tạo ra trong các công đoạn sản xuất

và vận tải than ngoài hiểm họa từ bụi than gây ra cho con người bụi than còn

Từ thực tế và các phân tích cho thấy, để xảy ra vụ nổ bụi than trong mỏ hầm lò phải hội tụ các yếu tố chính như sau:

- Bụi than phải có tính nổ

- Có tích tụ bụi than trong các đường lò

- Bụi than lắng đọng bị tung lên tạo thành mây bụi

- Nguồn lửa với năng lượng đủ để đánh lửa

Trong trường hợp xảy ra nổ khí thì điều kiện thứ 3 nêu trên là không cần thiết, tuy nhiên sẽ không xảy ra nổ bụi than nếu không có yếu tố làm tung bụi than tích tụ, lắng đọng trong các đường lò Căn cứ trên các yếu tố cần thiết để hình thành nguy cơ nổ bụi than, các biện pháp phòng ngừa sau đây cần được thực hiện

- Ngăn ngừa phát sinh bụi than

- Làm sạch lượng bụi sinh ra

- Làm mất tính nổ của bụi than

- Loại bỏ nguồn đánh lửa

1.4 Ngăn ngừa phòng chống bụi

Bụi trong sản xuất gây nhiều tác hại cho sức khỏe người công nhân, đa

số các bệnh phổi nhiễm bụi đều là những bệnh nặng, phát hiện khó, chưa có thuốc chữa, cho nên vấn đề đề phòng chống bụi để phòng bệnh phổi bụi là vấn đề rất quan trọng Biện pháp đề phòng tích cực là chống bụi nơi làm việc

Biện pháp kỹ thuật

Giữ bụi không cho lan tỏa ra ngoài không khí, cơ giới hóa, tự động hóa các quá trình sinh bụi, để công nhân không phải tiếp xúc với bụi Đây là biện pháp cơ bản nhất, Ví dụ: tự động hóa trong quá trình trong sản xuất vật liệu Trong khai thác mỏ người ta còn dùng khoan ướt, làm ẩm, hạn chế việc sinh bụi Kết quả điều tra cho thấy, nếu khoan khô 1cm3 không khí có 5983 hạt bụi, khi khoan ướt chỉ còn 1734 hạt

Khi khai thác mỏ bằng mìn, có thể dùng bao nước bằng ni lông làm lắng bụi, giảm nồng độ bụi ở nơi sản xuất

Thay vật liệu sử dụng nhiều bụi độc bằng vật liệu ít bụi độc (dùng đá mài nhân tạo có ít dioxit silic thay thế cho đá mài tự nhiên nhiều SiO2)

Sử dụng hệ thống thông gió, hút bụi, trong các xưởng nhiều bụi

Để đề phòng bụi cháy nổ, cần loại trừ điều kiện sinh ra nổ:

Theo dõi nồng độ bụi để không đạt tới mức có thể gây nổ được, đặc biệt

là trong các ống dẫn và máy lọc bụi

Cách ly mồi lửa, tia lửa điện, đèn chiếu sáng ở mỏ than, phải hết sức cẩn thận Người ta đã chế ra một loại bột chống cháy (đất sét, vôi) có màu sắc rắc lên trên bụi than đá bám vào vách và sàn để chống nổ

Biện pháp phòng hộ cá nhân

Phòng chống bụi bằng quần áo, mặt nạ, khẩu trang chống bụi, tùy theo điều kiện từng nơi, từng lúc mà dùng Những nơi có bụi độc, quần áo phải kín, may bằng vải bông để bụi khỏi xâm nhập vào cơ thể, dùng thêm găng tay cao su để chống bụi

Một loại mặt nạ chống bụi, hoặc dùng khẩu trang cũng có thể cản được bụi đáng kể Loại khẩu trang chống bụi kiểu có diện tích chống bụi khoảng

250 cm2 bằng vải tổng hợp đặt giữa 2 lớp vải dệt kim, có hiệu quả lọc được gần 100%

Tăng cường chế độ vệ sinh cá nhân thường xuyên và triệt để, nhất là nơi

có bụi khí độc (chì, thạch tín), không được ăn uống, hút thuốc, nói chuyện khi làm việc, làm xong phải tắm rửa sạch sẽ, thay quần áo lao động bằng quần

áo sạch

Biện pháp y tế

Để phòng chống bụi, cán bộ y tế và an toàn lao động phải có trách nhiệm

tổ chức khám tuyển, khám định kỳ, quản lý sức khỏe công nhân làm việc với bụi, giám định khả năng lao động và bố trí nơi lao động thích hợp cho người mắc bệnh

Khám tuyển nhằm loại trừ những người mắc bệnh lao phổi và các thể lao khác, các bệnh đường hô hấp trên mạn tính, bệnh viêm xoang, các bệnh phổi,

cơ hoành, cơ tim Bệnh van tim và cao huyết áp không được làm với bụi vì bệnh sẽ nặng thêm

Khám định kỳ, mỗi cơ sở sản xuất với bụi 6 tháng hoặc 1 năm khám định kỳ 1 lần để phát hiện sớm bệnh phổi nhiễm bụi

Giám định khả năng lao động và bố trí nơi lao động thích hợp cho người mắc bệnh hoặc cho nghỉ việc vì mất sức và được hưởng các chế độ đền bù tương xứng

Quản lý theo dõi và điều trị cho người mắc bệnh

Các biện pháp khác

Nghiên cứu chế độ làm việc thích hợp cho một số ngành nghề có nhiều bụi như rút ngắn thời gian làm việc trong ngày và tăng thêm giờ nghỉ hàng năm

Khẩu phần ăn cho công nhân làm ở nơi nhiều bụi cần có nhiều đạm, nhiều sinh tố, nhất là sinh tố C, bằng cách ăn nhiều rau xanh, hoa quả tươi Việc phát sinh bụi than trong hầm lò luôn đi cùng với việc sản xuất than nên ngăn ngừa và làm sạch bụi tích tụ được xem là biện pháp hiệu quả nhất Căn cứ trên cơ chế hình thành bụi bao gồm việc khấu than, nổ mìn và vận chuyển than nên biện pháp để ngăn ngừa và làm sạch bụi chủ yếu dựa trên việc sử dụng nước bao gồm:

- Bơm nước vào vỉa than;

- Phun sương tại máy khấu và điểm chất thải;

- Sử dụng máy khoan rửa phôi bằng nước;

- Sử dụng bua nước trong nổ mìn.;

- Nổ mìn có phun nước

- Đảm bao hiệu quả thông gió ở lò chuẩn bị và lò chợ

Hơn nữa việc ngăn ngừa tung bụi than phải được thực hiện Để phục vụ mục đích này phải lắp đặt các vòi phun sương tại lò gió thải, điểm chất tải của băng tải hay máng cào [16]

CHƯƠNG 2

LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG BỤI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÁC ĐƯỜNG LÒ TẠI CÁC MỎ THAN

2.1 Hiện trạng công nghệ xử lí bụi trong hầm lò thế giới

Từ rất sớm các nhà kỹ thuật không những đã hiểu được vấn đề xử lý bụi trong quá trình thi công các đường lò tại mỏ than mà còn có nhiều trăn trở xung quanh vấn đề áp dụng Combai để khai thác than Đã có nhiều công trình nghiên cứu để giải quyết bài toán xử lý bụi trong quá trình khai thác than Ở những giai đoạn đầu tiên, các nhà chuyên môn đã tập trung đi sâu vào việc nghiên cứu áp dụng hệ thống phun nước áp lực cao Mục tiêu của hệ thống này nhằm giảm lượng bụi phát sinh, hỗ trợ quá trình khấu than, tăng tuổi thọ răng cắt và loại trừ các tia lửa phát sinh trong quá trình cắt Xét về giá trị dập bụi thì đây là bước dập bụi nguyên sinh Ở các giai đoạn sau này thì người ta bắt đầu nghĩ tới một hệ thống dập xử lí bụi thoát ra sau khi đã qua khâu dập bụi nguyên sinh

Dossco là một trong những công ty đi tiên phong trong lĩnh vực chế tạo Combai khai đào đưa ra hệ thống áp lực cao

Mặc dù có những cải tiến về công nghệ phun nước áp lực cao trên Combai khai đào, bụi phát sinh trong quá trình cắt vẫn không thể loại trừ tuyệt đối Sự phát sinh bụi trên gây nhiều hậu quả:

+ Giảm tầm quan sát của thợ vận hành làm giảm độ chính xác trong điều khiển;

+ Khó khăn di chuyển và phối hợp trong đội thợ;

+ Ảnh hưởng sức khỏe người lao động;

+ Nguy cơ nổ bụi cao (đặc biệt là khi cắt than);

+ Giảm độ bền của thiết bị trong gương lò;

Hình 2.1 Hình ảnh hệ thống phun nước áp lực cao trên Combai [6]

Để dập tối đa lượng bụi phát sinh trong quá trình đào lò bằng máy combai một số nước trên thế giới đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị hút dập bụi đi kèm máy combai đào lò nhằm hút và dập tối đa các lượng bụi sinh ra Đã có nhiều đơn vị quan tâm nghiên cứu, chế tạo các thiết bị này như: CFT (Đức), Howden (Anh), … Trong đó có GmbH Compact Pilter Technic là một công ty đi đầu về chế tạo các thiết bị xử lý bụi, đặc biệt là thiết bị hút - xử

lý bụi đi kèm máy combai khi đào trong hầm mỏ

Dưới đây, là hình ảnh giới thiệu về công nghệ và thiết bị hút - xử lý bụi

đi kèm máy combai đào lò:

Hình 2.2: Dây chuyền combai tại mỏ than DSK có sử dụng thiết bị hút

dập bụi của CFT-360m3/ph - của Đức [6]

Ngoài ra, một điều quan trọng nữa là trang bị các khẩu trang phòng ngừa hít phải bụi phát tán cho công nhân làm việc trong hầm lò Các khẩu trang phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Những công nhân làm việc trong hầm lò khi tiến hành công việc trong

lò phải thường xuyên đeo khẩu trang phòng bụi

- Sử dụng khẩu trang phòng bụi đã đạt tiêu chuẩn kiểm định nhà nước

- Sử dụng khẩu trang phòng bụi ở trong môi trường làm việc phải có nồng độ ôxy trên 18%

- Việc sử dụng khẩu trang phòng bụi, kiểm tra và sửa chữa phải tuân thủ theo hướng dẫn của nhà sản xuất

Với sự thực hiện đồng thời các giải pháp trên chúng ta sẽ tạo ra được một môi trường làm việc trong sạch, đảm bảo sức khoẻ cho người lao động

2.2 Hiện trạng công nghệ xử lí bụi trong hầm lò Việt Nam

Hiện nay, trong các mỏ than hầm lò Vinacomin công tác giảm thiểu lượng bụi trong các khu vực đào lò chủ yếu sử dụng song song 2 phương pháp là:

- Dập bụi bằng nước

- Bằng thông gió

Trong công nghệ đào lò bằng phương pháp khoan nổ mìn, thì lượng bụi sinh ra là rất lớn sau khi nổ mìn Để dập và giảm thiểu lượng bụi, sau khi nổ mìn thì các quạt thông gió cục bộ hoạt động với công suất tối đa hoặc tăng công suất quạt nhằm phát tán bụi, giảm lượng bụi Song song với công tác thông gió, tại các khu vực sau nổ mìn cũng được phun bổ sung nước nhằm tăng nhanh thời gian dập bụi Mặt khác, công tác phun nước làm cho đất đá bị

ẩm ướt làm giảm lượng bụi trong quá trình bốc xúc

Khi đào lò bằng máy combai đào lò thì công tác dập bụi chủ yếu là nhờ

hệ thống phun nước lắp trên máy và kết hợp với công tác thông gió Tuy nhiên, hiệu quả của sự kết hợp trên vẫn không có hiệu quả, vì hệ thống phun nước chỉ dập được 1 phần bụi quanh khu vực đầu đào (đầu khấu) còn khi bụi phát tán rộng ra thì hệ thống phun nước không còn hiệu quả Chính vì vậy, năm 2008 Công ty Than Khe Chàm - Vinacomin đã nhập thiết bị hút dập bụi DCU-600C/260-320 của Ba Lan để dập bụi tại các khu vực đào lò khi sử dụng máy combai

Ngoài ra, để ngăn ngừa bụi hít vào phổi thì các công nhân lao động trực tiếp tại các khu vực đào lò cũng được trang bị khẩu trang Tuy nhiên, việc sử dụng khẩu trang có mặt trái là làm giảm nhanh chóng sức khỏe người lao động do giảm lượng không khí được hít thở và phải hít thở mạnh hơn

Hiện nay tại các hầm lò khai thác than ở Việt Nam sử dụng máy Combai

AM - 50Z còn nhiều mỏ chưa có hệ thống hút xử lý bụi Hiện đang dự kiến

nhập thiết bị này của nước ngoài Phương pháp đang được sử dụng là phun nước (thiết bị đi kèm máy Combai) chỉ có thể xử lý được các hạt bụi có kích thước lớn Do vậy nồng độ bụi tại khu vực khai thác cao hơn chỉ tiêu cho phép Một số đơn vị nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu và sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như cyclone, lọc bụi túi, lọc bụi kiểu ướt để xử lý bụi cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau Tuy nhiên hệ thống hút - xử lý bụi cho khu vực khai thác trong hầm lò (gương lò) chưa có đơn vị nào nghiên cứu giải quyết

2.3 Các phương pháp công nghệ và thiết bị dập xử lí bụi

Để xử lý bụi trước khi thải ra môi trường hoặc tạo môi trường xung quanh người lao động người ta nghiên cứu và sử dụng nhiều cách khác nhau Mỗi cách (phương pháp) phù hợp với các loại bụi, kích thước hạt bụi khác nhau và có những ưu nhược điểm riêng Chính vì vậy mà tùy thuộc vào đối tượng bụi người ta chọn phương pháp xử lý bụi phù hợp

Các phương pháp xử lý bụi có thể chia thành các nhóm như bảng 2.1 dưới đây:

Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý bụi

Lọc Dập bằng

nước

Dập bằng tĩnh điện

Khử bụi bằng lực ly tâm

Khử bụi dựa vào trọng lực

- Lọc tĩnh điện

- Thiết bị sử dụng lực quán tính

- Thiết bị sử dụng lực ly tâm (cyclon)

- Thiết bị quay

- Buồng lắng bụi

Trên cơ sở phân loại các phương pháp để xử lý, người ta có thể chia các thiết bị xử lý bụi làm 6 loại thiết bị công nghệ chính sau:

Đặc trưng và hiệu quả xử lý bụi của các kiểu thiết bị được khái quát trong bảng 2.2:

Bảng 2.2 Đặc trưng và hiệu quả xử lý bụi của các thiết bị

TT Thiết bị xử lý Kích thước hạt phù hợp

(μm)

Hiệu quả xử lý (%)

Hình 2.3: Hiệu suất tách bụi của một số kiểu thiết bị

Bảng 2.2 và hình 2.3 cho thấy rằng các thiết bị xử lý bụi bằng lực quán tính và các cyclon rất tiện để tách các hạt bụi tương đối lớn Loại cyclon tổ hợp có hiệu suất lớn nhất Dùng các thiết bị lọc điện , thiết bị lọc ống tay áo

và các thiết bị lọc bụi kiểu ướt có thể đạt được trình độ tinh khá cao

Thiết bị lọc bụi kiểu ướt chỉ dùng khi chất khí cần xử lý chịu được nhiệt

độ thấp ẩm Trong trường hợp này các thiết bị lọc bụi loại ướt nhiều ưu điểm hơn so với thiết bị lọc điện ở chỗ thiết bị lọc điện ở chỗ thiết bị giản đơn và rẻ tiền Ngoài ra người ta thiết bị lọc ướt để lọc sạch khí khỏi bụi, khói và mù (tới 90%) Ứng dụng thiết bị lọc bụi loại ướt trong nhà máy có nhiều khó khăn vì ở đây quá trình tinh lọc có liên quan tới việc thu gom và thải một lượng lớn nước có tính axit Thiết bị lọc điện là thiết bị lọc sạch bụi có hiệu suất cao; trong đó muốn lọc các loại khí khô người ta dùng loại thiết bị lọc điện thanh bản, còn để lọc sạch các loại bụi có hơi mù khó hấp thụ, cũng như

để lọc sạch được tốt hơn, ta dùng loại thiết bị lọc điện kiểu ống và khi cần lọc sạch một thể tích khí lớn thì dùng thiết bị lọc điện tổ hợp

Tóm lại, muốn chọn được thiết bị để tách bụi và lọc sạch khí có hiệu quả, phải xuất phát từ các yêu cầu chính sau:

1 Thành phần hạt bụi và kích thước hạt của nó

2 Trạng thái và thành phần của khí

3 Độ tinh lọc cần thiết

Dưới đây, giới thiệu một số phương pháp và công nghệ xử lý bụi phổ biến hiện nay:

2.3.1 Phương pháp xử lý bụi bằng buồng lắng [1]

Sự lắng bụi bằng buồng lắng là tạo ra điều kiện để trọng lực tác dụng lên hạt bụi thắng lực đẩy ngang của dòng khí Trên cơ sở đó người ta tạo ra sự giảm đột ngột lực đẩy của dòng khí bằng cách tăng đột ngột mặt cắt của dòng khí chuyển động Trong thời điểm ấy, các hạt bụi se lắng xuống Để lắng có hiệu quả hơn, người ta còn đưa vào buồng lắng các tấm chắn lửng Các hạt bụi chuyển động theo quán tính sẽ đập vào vật chắn và rơi nhanh xuống đáy

2.3.2 Phương pháp xử lý bụi dựa vào lực ly tâm (cyclon) [1]

Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng xoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phần tử khí sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục xoáy lượng bụi

sẽ rất nhỏ Nếu ta giới hạn dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được khí không có bụi hoặc lượng bụi giảm đi khá nhiều

Hình 2.5: Sơ đồ xử lý bụi bằng cyclon

2.3.3 Phương pháp xử lý bụi bằng màng lọc [1]

Dòng khí và bụi được chặn lại bởi màng hoặc túi lọc; túi (màng) này có các khe (lỗ) nhỏ cho các phân tử khí đi qua dễ dàng nhưng giữ lại các hạt bụi Khi lớp bụi đủ dày ngăn cản lượng khí đi qua thì người ta tiến hành rung hoặc thổi ngược để thu hồi bụi và làm sạch màng Màng lọc là những tấm vải (nỉ) được đặt trên một giá đỡ là những tấm cứng đan hoặc tấm cứng liền có đục lỗ Túi lọc bằng vải, nỉ có dạng ống một đầu để hở để khí đi vào còn đầu kia khâu kín Để túi được bền hơn người ta thường đặt trong một khung cứng bằng lưới kim loại hoặc nhựa Năng suất lọc của thiết bị phụ thuộc vào bề mặt lọc, loại bụi và bản chất tính năng của vật liệu làm túi (màng)

Cánh hướng gió

Bụi

Khí bẩn vào Khí sạch

Khí sạch

Khí bẩn

vào

Bụi

Hình 2.6: Thiết bị tổ hợp Cyclon

2.3.4 Khử bụi bằng phương pháp ướt [16]

Các phương pháp ướt thường được sử dụng cho những nơi bụi mang độ

ẩm cao hoặc không khí tại nơi làm việc không đồng đều về nhiệt độ và độ ẩm Nguyên tắc của phương pháp này là dòng không khí chứa bụi phải được đi qua một môi trường lỏng hoặc màng hơi nước để tăng khả năng lắng xuống của hạt bụi Có rất nhiều cách để áp dụng nguyên tắc này, dưới đây chúng ta

sẽ xem xét một vài phương pháp hay được sử dụng trong công nghiệp:

1- Phương pháp dập bụi bằng màng chất lỏng:

Nguyên lý: Dòng khí có chứa bụi đi qua màng chất lỏng (thường là

nước) Các hạt bụi gặp nước sẽ bị dìm xuống hoặc cuốn bám theo màng nước, còn dòng khí đi qua Nước thường được đi từ trên xuống, còn dòng khí đi từ dưới lên Đây là một trong các kiểu tách bụi ra khỏi khí thải bằng phương pháp ướt có hiệu quả cao (với bụi có đường kính lớn hơn 5 μm, hiệu suất làm sạch khí đạt tới 99%)

Cấu tạo vận hành của thiết bị:

Dàn mưa: Đây là thiết bị đơn giản nhất để dập bụi nhưng lại có hiệu quả cao Lượng nước phun vào có thể quay vòng trở lại sau khi lắng bùn bụi Tháp đĩa chồng: Đây là một kiểu tháp dập bụi khác rất hiệu quả Trong công nghiệp, thiết bị lọc bụi qua màng chất lỏng thường được đặt sau hệ thống buồng lắng bụi nhằm mục đích thu gom những hạt bụi quá nhỏ không

bị giữ lại ở buồng lắng Kích thước thiết bị thường có bề rộng > 1m; sâu và cao > 1,5m; đường kính ống thải > 600mm; chiều cao ống thải chỉ nên hạn chế < 5m để thuận tiện cho việc vệ sinh Cấu tạo cơ bản của dàn mưa và tháp đĩa chồng được mô tả trên hình 2.7

Hình 2.7 Kiểu dàn mưa và kiểu tháp đĩa chồng

Trên cơ sở dập bụi bằng màng chất lỏng người ta đã chế tạo ra một số thiết bị loại này có dạng như sau:

Hình 2.8 Sơ đồ thiết bị dập bụi bằng màng chất lỏng

Thiết bị tách soi Khí đã xử lý

Khí chưa xử lý Nước đưa vào