Hoàn thiện công nghệ khai thác than lò chợ đối với một số mỏ than hầm lò khu vực cẩm phả thuộc tổng công ty đông bắc nhằm nâng cao sản lượng khai thác

Hiện nay công nghệ khai thác than tại một số mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả, Tỉnh Quảng Ninh của Tổng Công ty Đông Bắc chủ yếu áp dụng các loại hình công nghệ chống giữ như: Cột thủy lực đơn

TÔ HOÀI PHONG

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN

LÒ CHỢ ĐỐI VỚI MỘT SỐ MỎ THAN HẦM LÒ KHU VỰC CẨM PHẢ THUỘC TỔNG CÔNG TY ĐÔNG BẮC NHẰM NÂNG CAO SẢN LƯỢNG KHAI THÁC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI- 2013

TÔ HOÀI PHONG

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN

LÒ CHỢ ĐỐI VỚI MỘT SỐ MỎ THAN HẦM LÒ KHU VỰC CẨM PHẢ THUỘC TỔNG CÔNG TY ĐÔNG BẮC NHẰM NÂNG CAO SẢN LƯỢNG KHAI THÁC

Ngành: Khai thác mỏ

Mã số: 60520603

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS ĐỖ MẠNH PHONG

HÀ NỘI- 2013

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay công nghệ khai thác than tại một số mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả, Tỉnh Quảng Ninh của Tổng Công ty Đông Bắc chủ yếu áp dụng các loại hình công nghệ chống giữ như: Cột thủy lực đơn xà kim loại, giá thủy lực di động (XDY, ZH) Đây là công nghệ khai thác chủ yếu là thủ công hoặc có mức độ cơ giới hoá chưa cao, do vậy sản lượng than khai thác, năng suất lao động và mức độ an toàn chưa cao Thực tế áp dụng tại các lò chợ cho thấy loại hình chống giữ kể trên vẫn còn nhiều vấn đề bất cập

Với mục tiêu hoàn thiện các loại hình công nghệ khai thác hiện có để nâng cao sản lượng than khai thác, năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao mức độ an toàn, khắc phục triệt để các tồn tại của các loại hình công nghệ này là vấn đề cấp thiết được đặt ra

Như vậy, việc thực hiện đề tài “Hoàn thiện công nghệ khai thác than

lò chợ đối với một số mỏ than hầm lò khu vực Cẩm phả thuộc Tổng công

ty Đông Bắc nhằm nâng cao sản lượng khai thác” có ý nghĩa thực tiễn và

giá trị khoa học

2 Mục đích nghiên cứu

Phân tích đánh giá hiện trạng các loại hình công nghệ đang áp dụng khai thác trong các lò chợ đối với một số mỏ than hầm lò khu vực Cẩm phả thuộc Tổng Công ty Đông Bắc

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp hoàn thiện các loại hình công nghệ này với mục tiêu tăng mức độ an toàn, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao sản lượng than khai thác và năng suất lao động

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Thu thập tài liệu địa chất, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ áp dụng loại hình công nghệ khai thác trên trong một số lò chợ của các Công ty

TNHH MTV 86; 790 thuộc Tổng Công ty Đông Bắc

Tổng hợp, thống kê, phân tích, đánh giá tình hình áp dụng và kết quả thực hiện để đề xuất các giải pháp khắc phục các tồn tại của loại hình công nghệ trên nhằm nâng cao năng suất, sản lượng của các lò chợ

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thống kê: tiến hành thu thập, xử lý số liệu về công nghệ khai thác hiện tại đang áp dụng trong các đơn vị

Phương pháp đánh giá nhanh: trên cơ sở khảo sát hiện trạng các loại hình đang áp dụng tương tự trong Tập đoàn Vinacomin tiến hành đánh giá

so sánh với điều kiện áp dụng tại các khu vực đang nghiên cứu để tìm ra giải pháp khắc phục

Phương pháp khảo sát thực địa: xem xét địa hình, tham khảo tài liệu địa chất, phân tích các đơn vị đang áp dụng : Mức độ an toàn, sản lượng, công suất, năng suất, làm cơ sở đánh giá nghiên cứu áp dụng vào các mỏ có điều

kiện phù hợp

Phương pháp so sánh: So sánh các chỉ tiêu công nghệ, giữa các loại hình công nghệ hiện tại và công nghệ dự kiến áp dụng đánh giá các chỉ tiêu

kinh tế kỹ thuật lựa chọn công nghệ áp dụng hợp lý tại các mỏ

Phương pháp chuyên gia:tham khảo ý kiến của các chuyên gia

chuyên ngành, khai thác mỏ

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ ưu, nhược

điểm của các loại hình công nghệ hiện đang áp dụng khai thác tại các mỏ hầm

lò khu vực Cẩm Phả -Tỉnh Quảng Ninh thuộc Tổng Công ty Đông Bắc và xây dựng các giải pháp khắc phục về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuất đối với các công nghệ đó

- Ý nghĩa thực tiễn: Giải quyết các vấn đề tồn tại của loại hình công

nghệ hiện tại của các mỏ than hầm lò khu vực Cẩm phả nói riêng và các mỏ than hầm lò trong Tông Công ty Đông Bắc nói chung

6 Cấu trúc của luận văn

Luận văn có kết cấu gồm : Phần mở đầu, Phần nội dung (3 chương), Phần kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo được trình bày từ trang 1 đến trang 102 với 10 bản vẽ, 25 bảng và 08 hình minh họa

LỜI CẢM ƠN

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Phòng sau Đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn khai thác Hầm Lò, Ban giám đốc Tổng Công ty Đông Bắc, Công ty TNHH MTV 790; 86 cùng bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, xây dựng và hoàn thành Luận văn

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự chỉ bảo, giúp đỡ,

hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Đỗ Mạnh Phong cùng toàn thể

các thầy giáo trong bộ môn Khai thác Hầm lò, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồng thời tác giả xin chân cảm ơn tới các nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả để hoàn thành luận văn này./

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CỦA CÁC VỈA THAN TRONG PHẠM VI ĐỀ TÀI

Tổng Công ty Đông Bắc là đơn vị khai thác than trực thuộc Tập đoàn Công Nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam -Vinacomin và Bộ Quốc Phòng quản lý Cơ cấu trong Tổng Công ty gồm 18 đơn vị thành viên, ranh giới quản lý và khai thác tài nguyên tại các khu vực Đồng Rì tỉnh Bắc Giang; Đông Triều, Uông Bí, Hoành Bồ, Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh

Các Công ty khai thác hầm lò thuộc khu vực Cẩm phả của Tổng Công

ty Đông Bắc gồm Công ty TNHH MTV 790 khai thác mỏ Bắc Quảng Lợi- Phường Cửa Ông, Công ty TNHH MTV 86 khai thác mỏ Nam Khe Tam - Xã Dương Huy

Như vậy trong phạm vị nghiên cứu của đề tài gồm các vỉa than nằm trong mỏ Bắc Quảng Lợi thuộc Công ty TNHH MTV 790 và mỏ Nam Khe Tam thuộc Công ty TNHH MTV 86 - Tổng Công ty Đông Bắc

Các vỉa gồm: 8, 9 mỏ Nam Khe Tam và 6, 9 mỏ Bắc Quảng Lợi thuộc Thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh

1.1 Mỏ Nam Khe Tam

Mỏ than Nam Khe Tam thuộc xã Dương Huy, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm Thành phố Cẩm Phả khoảng 7 km về phía Tây

Bắc, mỏ được giới hạn bởi toạ độ (hệ toạ độ, độ cao Nhà nước năm 1972)

- Ranh giới địa chất khu thăm dò:

+ Phía Bắc giới hạn bởi đứt gẫy F.1, F.6,

+ Phía Nam giới hạn bởi đứt gẫy F.E, F.A-A,

+ Phía Đông giới hạn bởi đứt gẫy F.6,

+ Phía Tây tiếp giáp với mỏ than Tây Nam Khe Tam

1.1.1 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

Theo báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất mỏ than Nam Khe Tam (XN86)

- Cẩm Phả - Quảng Ninh (trữ lượng và tài nguyên tính đến 30/06/2010) do Công ty cổ phần tin học, công nghệ, môi trường Than - Khoáng sản Việt Nam lập năm 2010 được Tổng giám đốc Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam quyết định phê duyệt, số 2839/QĐ-TKV ngày 07/12/2010 đã xác định địa tầng chứa than trong phạm vi khai trường mỏ than Nam Khe Tam, có các vỉa than từ V.12 đến V.3 Đặc điểm cấu tạo của các vỉa than thuộc đối tượng

đề tài nghiên cứu như sau:

Vỉa 8: Lộ chủ yếu trên cánh Bắc nếp lồi Nam Khe tam phía Tây tuyến

TGVI, tổng chiều dài theo phương khoảng 1350 m Vỉa 8 nằm dưới, cách vỉa

9 khoảng từ 35m đến 60m, trung bình 45m Chiều dày toàn vỉa biến đổi từ 0,35m (LK.11) đến 11,88m (LK.CT01), trung bình 3,25m Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,00m (LK.KT83) đến 8,23m (LK.CT01), trung bình 2,81m

(LK.CT01), trung bình 0.40m, thành phần đá kẹp chủ yếu là sét kết, bột kết

Vỉa có 43 công trình khoan khống chế dưới sâu Đá vách, trụ là bột kết, cát kết

Vỉa 9: Lộ chủ yếu ở phía Đông tuyến TVI và phía Tây tuyến TIIIN,

tổng chiều dài theo phương khoảng 1700 m Vỉa 9 nằm dưới, cách vỉa 10 khoảng từ 45m đến 100m, trung bình 60m Chiều dày toàn vỉa biến đổi từ 0,10m (LK.941) đến 13,85m (LK.812A), trung bình 3,28m Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,10m (LK.941) đến 10,57m (LK812A), trung bình 2,88m

Vỉa than có góc dốc thay đổi từ 40 ¸ 470 Vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp,

(LK812A), trung bình 0.40m, thành phần đá kẹp chủ yếu là bột kết, sét than

Vỉa có 27 công trình khoan khống chế dưới sâu Đá vách là bột kết, phân lớp mỏng chuyển tiếp lên cát kết và sạn kết tương đối duy trì, đá trụ là sét kết, bột kết chuyển tiếp xuống là cát kết, sạn kết mỏng có xen các thấu kính than Bảng 1.1 Tổng hợp chiều dày trung bình các vỉa than

vỉa

vỉa (độ)

Cấu tạo vỉa

Toàn vỉa (m) Riêng than

(m)

Chiều dày đá kẹp (m)

Số lớp kẹp (lớp)

4,28(35)

0,1-10,57 4,48

0-3,28 0,40

4,24(43)

0,0-8,23 4,61

0-3,65 0,40

1.1.2 Đặc điểm chất lượng các vỉa than

Bảng 1.2 Chất lượng trung bình từng vỉa than

1.1.3 Đặc điểm địa chất công trình

Theo kết quả phân tích mẫu tại các lỗ khoan, nhận thấy rằng đất đá trong khu vực nghiên cứu bao gồm: Sạn kết, cát kết, sét kết, bột kết và các vỉa than Các lớp đá nằm xen kẽ nhau tạo thành các nhịp trầm tích tương đối

ổn định trong nhưng diện hẹp Sơ lược đặc điểm địa chất công trình từng loại đất đá như sau:

+ Sạn kết: Phân bố tương đối hẹp trong khu vực thường ở dạng thấu

kính, có màu xám sáng đến xám nâu Thành phần các hạt chủ yếu là sạn thạch anh kích thước hạt từ 2 ¸ 7mm, xi măng gắn kết là sét silic Đá có cấu tạo khối, phân lớp dày đến vừa Phân bố không liên tục

+ Cát kết: Phân bố tương đối phổ biến trong khu vực, bao gồm đá hạt

thô đến mịn, có màu xám trắng đến xám đen Thành phần các hạt chủ yếu là cát thạch anh, xi măng gắn kết là sét silic Chiều dày lớp trung bình từ 10 đến

30 mét

+ Bột kết: Phổ biến trong khu vực, có màu xám tro, xám đen Phân bố

rộng khắp mỏ trong các nhịp trầm tích chứa than và thường nằm gần vách hoặc xen kẹp trong các vỉa than Lớp bột kết có chiều dày tương đối ổn định

từ 10 đến 20 mét cá biệt có những chỗ có chiều dày khá lớn

+ Sét kết: Chiếm tỷ lệ nhỏ trong khu vực, có màu xám đen Phân bố

trực tiếp trên vách và dưới trụ các vỉa than và xen kẹp trong các vỉa than, phân lớp mỏng, đôi chỗ mềm bở

+ Sét than: Chiếm tỷ lệ nhỏ trong khu vực, có màu xám đen, phân lớp

mỏng, mềm bở, khi gặp nước bị trương nở Gặp trực tiếp ở vách trụ các vỉa than và xen kẹp trong các vỉa than

+ Than: Màu đen, ánh kim, vết vỡ dạng vỏ sò, bậc thang

1.1.4 Đặc điểm độ chứa khí

Theo đánh giá của báo cáo địa chất năm 2010 cho thấy: Các vỉa than

mỏ Nam Khe Tam từ V.12 đến V.3 đều chứa các loại khí độc, khí cháy nổ

Do quy luật phân bố càng xuống sâu lượng chứa khí Mêtan càng tăng, nên căn cứ vào tài liệu tổng hợp sơ bộ dự đoán như sau:

1.1.5 Trữ lượng khai trường

loại sập đổ trung bình, trụ trực tiếp thuộc loại ổn định trung bình

(Xem chi tiết bản vẽ số: THP-C1-01 và THP-C1-02)

1.2 Mỏ Bắc Quảng Lợi

Mỏ nằm về phía Đông Bắc thị xã Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh Diện tích

quyết định số: 700/QĐ-TM ngày 31 tháng 03 năm 2006, nằm trong giới hạn

toạ độ như sau:

1 1 28.999,767 429.802,860 Giá trị các mốc toạ độ

theo quyết định số 863 TVN/ĐCTĐ2 ngày 27/05/1996 của TVN (Nay là TKV)

- Phía Bắc và Tây Bắc giáp khai trường khai thác hầm lò của Công ty

than Mông Dương

1.2.1 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

Trong khu bãi thải Đông Bắc Cọc Sáu (khu kho thuốc nổ) từ độ sâu

-350 trở lên mặt đất đã phát hiện được 12 vỉa than gồm các vỉa 3a, 4, 4a, 5, 5a,

6, 7, 8, 9, 10, 11 và vỉa 12; trong đó chỉ vỉa 6 có giá trị công nghiệp được huy

động vào khai thác Việc đồng danh các vỉa than trong mỏ căn cứ vào địa

tầng giữa hai vỉa 9 và 6 Vỉa 9 được lộ dưới lớp đất phủ và vỉa 6 chìm ở dưới

sâu Nhận thấy 2 vỉa này tương đối ổn định về chiều dày và cấu tạo vỉa Xen

giữa hai vỉa đó có vỉa 7 và vỉa 8 là những vỉa kém ổn định

Vỉa 6: Cấu tạo vỉa phức tạp từ 1 ¸ 5 phân vỉa Chiều dày biển đổi từ 0,00 (lỗ khoan 824) đến 15,71 m (lỗ khoan 790), trung bình 4,52 m Vách vỉa phố biến là lớp sét kết mỏng từ 1 ¸ 3 m hoặc lớp bột kết tương đối dày, tiếp theo là các lớp bột kết và cát kết xen kẽ nhau, một số điểm xuất hiện lớp sạn kết dày 10 m (lỗ khoan 798 tuyến 10) và mất dần ở các lỗ khoan bên cạnh Trên cùng là một lớp bột kết trụ vỉa 7 Khoảng cách giữa vỉa 6 và vỉa 7 từ 28

¸ 87 m, trung bình là 51 m

Vỉa 9 : Có chiều dầy vỉa từ 1,8m đến 10,25m, vỉa 9 thuộc loại vỉa có cấu

tạo đơn giản Than trong vỉa thuộc loại antraxit, hàm lượng độ tro biến đổi từ 0,87 % ¸ 39,60% trung bình 13,31%

Bảng 1.4 Chiều dày trung bình từng vỉa than

Tên

vỉa

vỉa (độ)

Cấu tạo vỉa

Toàn vỉa (m) Riêng than

(m)

Chiều dày đá kẹp (m)

Số lớp kẹp (lớp)

4,03(39)

0,87-9,53 3,89

0-1,1 0,15

0-2,35 0,34

1.2.2 Đặc điểm chất lượng của vỉa than

S (%)

P (%)

8.2¸8.564 8.31 (59)

1,78 ¸ 1,89 1,67 (53)

7.942¸8.864 8.451 (65)

1,39 ¸ 1,59 1,48 (61)

12 ¸ 0,82

1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình

- Cát kết: Là loại nham thạch được phân bố ở trong mỏ nhiều nhất,

chiếm tới 51,01% so với các loại nham thạch, lớp có chiều dài thay đổi từ 1m

¸ 66 m, trung bình là 20 m, được phân bố trong toàn diện tích mỏ, thường có

0,5 mm; đa phần cấu tạo dạng khối, cá biệt mới có sự phân lớp

- Bột kết: Là loại nham thạch được phân bố nhiều ở trong khu thăm dò,

chiếm 36,04% so với các loại nham thạch khác, lớp có chiều dày thay đổi từ

1 m ¸ 32 m, cá biệt có lớp dày tới 51 m, được phân bố chủ yếu ở vách trụ của

các vỉa than, thường có màu xám đến xám tối, hạt có kích thước thay đổi từ

0,01 ¸ 0,1 mm; hầu hết có cấu tạo dạng phân lớp

- Sét kết: Là loại nham thạch được phân bố ở trong mỏ ít, chỉ chiếm

4,41% so với các loại nham thạch khác, lớp có chiều dày thay đổi từ 1 m ¸ 15

m, trung bình từ 3 m ¸ 4 m, được phân bố chủ yếu ở vách và trụ của các vỉa

than, thường có màu đen, phân lớp không rõ, đa phần mềm bở, có chỗ dẻo,

mẫu vụn nát nhiều, không quan sát thấy khe nứt

kể cả các loại nham thạch nằm ở đới vách và đới trụ của các vỉa than, nhận

thấy rằng điều kiện địa chất công trình của toàn mỏ ổn định

1.2.4 Đặc điểm khí mỏ

Công tác nghiên cứu khí trong các giai đoạn thăm dò chưa tiến hành do

đó cho đến nay không có tài liệu nào liên quan đến khí của mỏ, do vậy để có những nét khái quát về khí của mỏ than Bắc Cọc Sáu, Thiết kế lấy tài liệu về khí mỏ của mỏ Mông Dương

Tầng khai thác từ Lộ vỉa ¸ -100 xếp vào nhóm mỏ loại I về khí cháy

nghiên cứu khí chính thức thì việc xếp loại được chuẩn xác sau

1.2.5 Trữ lượng khai trường.

Bảng 1.6 Tồng hợp trữ lượng khai trường

Kết luận: Vỉa 6 có chiều dày tương đối ổn định, chiều dày thay đổi từ

vách và trụ thuộc loại ổn định trung bình

(Xem chi tiết bản vẽ số: THP-C1-03 và THP-C1-04)

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC

ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG TẠI CÁC KHU MỎ

Hiện nay để khai thác các vỉa than trong phạm vi nghiên cứu của đề tài các mỏ sử dụng công nghệ khai thác chủ yếu là các loại hình như: Đào lò lấy than tận thu các trụ bảo vệ, lò chợ gỗ thìu dọc bám vách để phục vụ phá hỏa ban đầu, lò chợ cột thủy lực đơn xà khớp, các lò chợ giá thủy lực di động XDY, ZH liên kết dạng xích

Trong đó các loại hình công nghệ chủ yếu áp dụng vào khai thác tại các

lò chợ bao gồm:

- Loại hình công nghệ chống giữ cột thủy lực đơn xà khớp hiện đang áp dụng tại các lò chợ 9.1B (mức +10/+45) vỉa 9 cánh bắc ; lò chợ 9.1N (mức +60/+80) vỉa 9 cánh Nam mỏ Nam Khe Tam

- Lò chợ giá thủy lực di động loại XDY tại các lò chợ 9.2.B mức -20/+10 vỉa 9 cánh Bắc , LC 8.1.N mức +0/+48 vỉa 8 cánh Nam mỏ Nam Khe Tam, lò chợ 9.5 mức -10/+27 vỉa 9 khu Bắc Quảng Lợi

- Lò chợ giá thủy lực di động loại ZH liên kết dạng xích tại lò chợ 6.3.2 (mức +0/+25) vỉa 6 cánh bắc mỏ than Bắc Quảng Lợi

Sản lượng khai thác của các mỏ chủ yếu là các lò chợ khai thác bằng loại hình công nghệ cột thủy lực đơn xà khớp và chợ giá thủy lực di động nên tác giả đi sâu đánh giá, phân tích, đưa ra các giải pháp hoàn thiện các loại hình công nghệ trên

2.1 Cột thủy lực đơn xà khớp

Đang khai thác tại các lò chợ mức +10/+45 vỉa 9 cánh Bắc (lò chợ 9.1.B), m

Nam (lò chợ 9.1.N) mỏ Nam Khe Tam, m =2,4m, góc dốc α =190, chiều dài lò chợ L=75m

Các khu vực lò chợ chống giữ bằng công nghệ này được chuẩn bị theo HTKT cột dài theo phương lò chợ bám vách, khấu dật từ biên giới về trung tâm của ruộng mỏ Điều khiển áp lực mỏ lò chợ bằng cách tiến hành mở thượng khởi điểm bám vách khấu đến giới hạn phá hỏa ban đầu đá vách thì dừng lại phá hỏa sau đó đưa lò chợ về khai thác thường kỳ

Quá trình khai thác thường kỳ lò chợ khấu than bằng khoan nổ mìn, chiều cao gương khấu 2,2m tiến độ gương khấu 1,2m, chống giữ bằng cột thủy lực đơn

xà khớp

2.1.1 Đặc tính kỹ thuật

Bảng 2.1.Đặc tính kỹ thuật của cột thuỷ lực đơn DZ-22

Bảng 2.2 Đặc tính kỹ thuật của xà HDJA -1200.

Bảng 2.3 Đặc tính kỹ thuật trạm bơm nhũ hoá kiểu XRB2B 80/200

Bảng 2.4 Đặc tính kỹ thuật của thùng cung cấp nhũ hoá

2.1.2 Hộ chiếu chống giữ lò chợ

Vị trí gương các lò chợ với chiều dày vỉa trung bình 2,57m và 2,40 vì chống cột thủy lực đơn xà khớp sẽ áp sát vào đá vách vỉa, cột chống trên nền than, khoảng cách giữa các cột chống luồng gương theo chiều dốc lò chợ là 0,8m Như vậy không gian luồng gương lò chợ 0,8 x 1,2 m = 0,96 m2 có 1 cột chống, mật độ cột chống luồng gương là: 1 cột /0,96 m2 = 1,04 cột/m2

Vị trí luồng bảo vệ mỗi vì đã có sẵn 1 cột từ luồng gương chuyển sang, khoảng cách các vì chống thuỷ lực theo hướng dốc lò chợ là 0,8m Tại luồng bảo

vệ tăng cường bằng 1 hàng cột với khoảng cách 0,8m/cột

Mật độ cột chống thực tế ở luồng bảo vệ là 2 cột/0,8m =2,5cột/m so với mật

độ cột chống là 2,28 cột/m, đảm bảo yêu cầu chống giữ với hệ số an toàn >2 Chiều dài trung bình lò chợ: 70m

Số luồng khấu tối đa là 3 (3,6m) và tối thiểu là 2 (2,4m)

Tiến độ luồng khấu là 1,2 m; khoảng cách các cột chống theo phương là 1,2 m; khoảng cách các vì chống theo hướng dốc là 0,8 m

Để đảm bảo an toàn trong lò chợ, phạm vi ngã ba đầu và chân lò chợ sẽ chống tăng cường bằng 2 hàng cột thuỷ lực đơn với chiều dài mỗi đoạn tiến trước lò chợ 10 ¸ 15m

Bước sập đổ thường kỳ tính toán là 0,83m với chiều rộng luồng khấu 1,2m khi thu hồi cột chống và xà ở luồng phá hoả, vách trực tiếp tự sập đổ, không cần phải phá hoả cưỡng bức

2.1.3 Quy trình công nghệ

- Kiểm tra củng cố lò chợ

Trong ca, thợ củng cố phải kiểm tra áp suất trong các cột chống bằng đồng hồ đo dưới sự chỉ đạo của cán bộ trực ca Nếu thấy áp lực của cột nhỏ hơn 7 Mpa phải bơm bổ sung để tăng áp lực cho cột Trong khi bơm, phải

thực hiện từ từ và theo dõi tình trạng các vì chống bên cạnh để tránh xẩy ra hiện tượng xô lệch, đổ cột Những cột bên cạnh cột bơm bổ sung nếu có hiện tượng bị mất áp lực cũng phải được bơm bổ sung ngay Khi thấy cột bị hỏng hóc, dung dịch nhũ hoá bị rò rỉ, xi lanh biến dạng cần báo ngay cho ca trưởng

để có biện pháp xử lí kịp thời Ngoài ra cần kiểm tra chốt liên kết các xà, nếu thấy bị lỏng phải đóng chặt ngay Sau khi kiểm tra thấy lò chợ đảm bảo an toàn mới cho phép công nhân vào lò chợ làm việc

- Khoan lỗ mìn khấu gương lò chợ

Trước khi thực hiện công tác khoan lỗ mìn gương lò chợ, quản đốc hoặc lò trưởng trực tiếp xem xét toàn bộ gương lò chợ và đoạn lò dự kiến khai thác Xác định đánh dấu các lỗ cần khoan nổ theo tình trạng thực tế của gương lò chợ Sau đó các công nhân được bố trí làm công tác khoan, tiến hành khoan theo chiều dốc gương lò chợ ở từng đoạn Ở mỗi vị trí khoan tiến hành khoan lỗ nóc trước, sau đó khoan lỗ nền và lần lượt cho hết đoạn lò chợ cần khoan Công việc khoan được tiến hành với số lượng 2 người cho 1 máy khoan Khi khoan ở từng lỗ các thao tác tiến hành từ từ để tránh sự cố kẹt choòng khoan Sau khi khoan xong lấy sạch phoi khoan, dùng que tre hoặc gỗ đánh dấu- lỗ khoan để người nạp mìn dễ thấy và không bị than chèn lấp mất lỗ khoan

tiến hành nạp bua Bua phải nạp chặt và có chiều dài lớn hơn 0,5 m Trước khi tra kíp vào thuốc - nạp mìn, thợ mìn phải nối chập 2 đầu kíp với nhau để đảm bảo an toàn Sau khi nạp mìn xong 1 đoạn cần nổ, lò chợ phải kiểm tra khí mê tan, nếu nồng độ cho phép đảm bảo nổ mìn an toàn mới tiến hành nối mạng nổ mìn

- Công tác lên xà, cài chèn

Sau khi nổ mìn và thông gió, tiến hành kiểm tra tình trạng và củng cố lò chợ Tải bớt một phần than sát nóc đảm bảo không gian thao tác lên xà và cài chèn, tiến hành lên xà, cài chèn nóc lò chợ công việc được tiến hành như sau:

+ Sửa nóc, tạo lỗ đầu xà sâu vào gương 0,10 ¸ 0,15 mét

+ Lên xà, đóng chốt, nêm xà, đầu nhỏ của chốt hướng lên trên, của nêm hướng xuống dưới, chỉnh xà vuông ke, ngay ngắn thẳng hàng

+ Cài chèn theo khoảng cách hộ chiếu quy định

+ Đóng cứng nêm xà

- Công tác tải than lò chợ

Sau khi lên xà cài chèn giữ tạm nóc, tiến hành tải than trong lò chợ Việc tải than được thực hiện từ dưới lên trên và từ vị trí gương nổ ra máng trượt

Than ở gương sau khi nổ mìn được xúc tải lên máng trượt bằng xẻng hoặc cuốc bới Những tảng than hoặc đá kẹp quá cỡ phải được đập nhỏ trước khi đưa lên máng Đá lẫn trong than được chuyển vào vùng phá hoả để tránh bẩn than

- Công tác chống lò

Công tác chống lò được tiến hành khi gần kết thúc công tác tải than Việc dựng chống cột được tiến hành theo thứ tự sau:

tránh tình trạng trôi trượt cột Đặt đế cột chống lún vào vị trí lỗ chân cột (nếu phải sử dụng đế phụ cho cột chống)

+ Dựng cột chống sát gương lò chợ: đưa cột vào vị trí lỗ chân cột đã được chuẩn bị (cột được dựng nghiêng từ 3°¸ 5°, chân cột chống sát mặt gương) và xoay van 3 tác dụng hướng xuống dưới (đầu cấp dịch van ba tác dụng ở phía dưới) Dùng súng bơm từ từ dung dịch vào cột, khi pittông cột đẩy gần lên đến xà vì chống, chỉnh nắp đầu cột khớp với hàng răng của xà

ở vị trí qui định theo hộ chiếu, sau đó tiếp tục bơm đẩy pittông lên theo chiều cao lò cần chống

+ Dựng cột chống chính luồng gương: đưa cột vào vị trí lỗ chân cột đã được chuẩn bị, chỉnh cột thẳng và xoay van 3 tác dụng hướng vào khu phá hoả (đầu cấp dịch van ba tác dụng ở phía phá hoả) Dùng súng bơm từ từ dung dịch vào cột Khi pittông cột đẩy gần lên đến xà vì chống, chỉnh nắp đầu cột khớp với hàng răng của xà ở vị trí qui định theo hộ chiếu, sau đó tiếp tục bơm đẩy pittông lên theo chiều cao lò cần chống

+ Liên kết (buộc) đầu cột thuỷ lực đơn với xà sắt bằng dây thép f2,5¸3,0 mm + Đánh văng giữa các hàng vì chống, tải vét hết phần than còn lại đảm bảo chiều cao, chiều rộng lò theo hộ chiếu quy định

+ Tháo nêm ra khỏi xà

Việc tháo, chuyển cột tăng cường và thu hồi vì chống luồng phá hoả được tiến hành tại từng đoạn trên lò chợ Thợ làm công việc này phải là người khoẻ mạnh, có kinh nghiệm, bậc thợ khai thác phải từ 5/6 trở lên và được huấn luyện

sử dụng thành thục về cột thuỷ lực đơn Thứ tự chuyển cột chống tăng cường và thu hồi vì chống phải được thực hiện từ dưới lên theo độ dốc và thực hiện dứt điểm từng vì một Các cặp thu hồi phải cách cặp khác tối thiểu là 20 mét

Điều khiển đá vách

Sau khi thu hồi vì chống luồng phá hoả, dưới tác dụng của áp lực mỏ đá vách tự sập đổ Trường hợp đá vách không tự sập cần nạp nổ mìn đánh sập cưỡng bức theo thứ tự từ dưới lên trên

Để bảo vệ cột chống thuỷ lực tránh tình trạng đất đá phá hoả sập đổ tràn vào lò chợ gây hỏng hóc, hàng cột chống giáp khu phá hoả phải được ngăn bằng cược gỗ

(Xem chi tiết bản vẽ số: THP-C2-01)

2.1.4.Những hạn chế về công tác tổ chức sản xuất

Tác giả phân tích, đánh giá công tác tổ chức sản xuất đang áp dụng tại

lò chợ mức +10/+45 vỉa 9 cánh Bắc (lò chợ 9.1.B), chiều dài lò chợ L=100m,

mỏ Nam Khe Tam các lò chợ chống giữ thủy lực đơn còn lại phân tích, đánh giá tương tự Một chu kỳ khai thác lò chợ bố trí 3 ca sản xuất than, 01 ca làm công tác thu hồi vì chống, hạ nền sang máng chuẩn bị điều kiện cho chu kỳ tiếp theo

2.1.4.1.Bố trí nhân lực

- Ka 1+2+3: Chỉ huy sản xuất 01 người/ca, củng cố lò + vận chuyển vật liệu 04 người/ca, khoan lỗ mìn chuyên trách 02 người/ca, làm các công việc hạ nền, vận tải than, khấu 04 cặp trong lò chợ 18 người, vận hành thiết

bị, trực cơ điện 3 người tổng lao động trong ca 28 người/ca

- Ka 1 ngày hôm sau: Chỉ huy sản xuất 01 người/ca, củng cố lò + vận chuyển vật liệu 04 người/ca, làm các công việc tải than, hạ nền, sang máng, thu hồi vì chống 04 cặp trong lò chợ 20 người, vận hành thiết bị, trực cơ điện

3 người tổng lao động trong ca 28 người/ca

- Tổng nhân lực thực hiện trong một chu kỳ: 28x4=112người/1chu kỳ

- Sản lượng than trong 1 chu kỳ (khấu 1 luồng tiến độ 1,2m) : 378 tấn

- Năng suất :378*0.9/112=3,03tấn/người-công

- Tổ chức chu kỳ sản xuất chưa khoa học trong các bước công việc, chưa kiểm soát tốt năng suất lao động, chưa bán sát vào tình hình thực tế để điều chỉnh cho phù hợp

- Sản lượng than khai thác và năng suất lao động của các lò chợ áp dụng công nghệ này còn thấp, sản lượng lò chợ đạt 6.375 tấn/tháng, công suất đạt 76.500 tấn/năm, năng suất lao động 3,03 tấn/công

- Số người làm việc trong gương lò chợ trong một chu kỳ lớn, số cặp khấu và thu hồi điều khiển đá vách còn thưa; khó khăn trong việc nâng cao công suất khai thác lò chợ, điều kiện lao động công nhân còn hạn chế dẫn đến hệ số hoàn thành chu kỳ sản xuất chỉ đạt 0,9

- Đặc biệt khi chiều dày vỉa thay đổi theo hướng dầy nên việc thực hiện các thao tác trong quy trình công nghệ sẽ rất khó khăn làm giảm năng suất lao động và chất lượng than khai thác

(Xem chi tiết hình 2.1 và hình 2.2)

Hỡnh 2.1 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất lũ chợ

Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất lò chợ

42,4 33,6

58,4 49,6 67,2

10 100

83,2 74,4 92,0

ký hiệu chiềudài

Hình 2.2 Biểu đồ bố trí nhân lực sản xuất lò chợ

1 1

4 4

nh©n lùc tªn c«ng viÖc

18 18

4

iv

4 4 4

13 14 12

10 11 9

18

18 72

2.1.4.3 Tổng hợp kết quả thực hiện

Bảng 2.5.Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chính

2.1.5 Những hạn chế về mặt kỹ thuật của công nghệ đang áp dụng

Qua thực tế thi công loại hình công nghệ này trong phạm vi nghiên cứu ngoài những tồn tại là tính ổn định của vì chống chưa cao, khả năng di chuyển của vì chống chưa nhanh còn thấy những nhược điểm sau:

- Trong quá trình khai thác dễ xảy ra các trường hợp vì bị xô theo

chiều hướng dốc, xà và cột chống không vuông ke với gương lò chợ

- Lò chợ không thẳng hàng hoặc khoảng cách không đúng thiết kế

- Lò chợ lở gương, tụt nóc lò chợ

- Trường hợp đổ cột chống

- Trường hợp cột chống bị hỏng, piston không dịch chuyển

- Trường hợp lò chợ gặp biến động địa chất

2.2 Công nghệ khai thác lò chợ chống giữ bằng giá thủy lực di động 2.2.1 Giá thủy lực di động loại XDY-1T2/Hh/Lr

Các lò chợ hiện đang khai thác là lò chợ 9.2.B (mức -20/+10) vỉa 9 cánh

8.1.N (mức +0/+48) vỉa 8 cánh Nam mỏ than Nam Khe Tam chiều dày vỉa m

2.2.1.1 Đặc tính kỹ thuật

Giá thủy lực có mã hiệu XDY-1T2/Hh/Lr giá có 06 cột chống được dùng

Cùng với giá thuỷ lực di động được lựa chọn, thiết kế chọn các loại vật

tư, thiết bị gồm: cột thuỷ lực đơn bơm dịch ngoài mã hiệu DZ-22, và xà khớp

mã hiệu HDJA-1200 để chống tăng cường ngã ba lò chợ; trạm bơm dung dịch nhũ hoá kiểu XRB2B 80/200 và thùng chứa dung dịch nhũ hoá mã hiệu XRXTC

để cung cấp dung dịch nhũ hóa

Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật của giá thuỷ lực XDY-1T2/Hh/Lr.

- Chiều dài lò chợ trung bình theo hướng dốc: 83 m

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

- Khoảng cách giữa các giá thủy lực di động theo hướng dốc là 1,0 m

- Các giá thuỷ lực được liên kết với nhau bằng văng gỗ tròn, loại có

đầu cột chống

- Để đảm bảo không gian đi lại và an toàn trong phạm vi 10 ¸ 15 m ngã ba đầu và chân lò chợ được chống tăng cường bằng các hàng vì chống tăng cường gồm cột thuỷ lực đơn - xà khớp tại lò song song chân và cột thủy lực đơn - xà khớp tại lò dọc vỉa thông gió Các hàng vì chống tăng cường này sẽ được thu hồi

và chống đuổi theo tiến độ khấu của lò chợ

- Để phù hợp với kết cấu, quá trình di chuyển giá thiết kế sử dụng lưới thép thay chèn để che chắn không gian lò chợ

- Để tránh hiện tượng xô lệch giá thiết kế sử dụng kết cấu chống lật giá bằng mã lý và xích máng cào để liên kết các giá với nhau, mỗi vế xà giá bắt 02 xích liên kết

2.2.1.3 Quy trình công nghệ khai thác lò chợ

* Củng cố lò chợ

Việc củng cố lò chợ được tiến hành thường xuyên trong suốt quá trình sản xuất, đặc biệt lưu ý thời điểm đầu ca sản xuất, trước và sau khi nổ mìn Kiểm tra áp lực trong các cột chống lò chợ bằng đồng hồ đo áp lực, nếu áp

lực của cột không đảm bảo, cần thiết phải bơm dung dịch bổ sung, đảm bảo

áp lực của cột chống không nhỏ hơn 7 MPa Trường hợp cặp xà của giá bị xô lệch (xà không ke với gương lò chợ), phải dùng pa lăng căn chỉnh trở lại vị trí theo thiết kế Sau khi nổ mìn, thông gió xong, kiểm tra tình trạng lò một lần nữa, nếu đảm bảo an toàn mới cho công nhân tiếp tục làm việc

* Khoan lỗ mìn khấu gương

Trước khi thực hiện công tác khoan lỗ mìn gương lò chợ, phó Quản đốc hoặc Lò trưởng trực tiếp xem xét toàn bộ gương lò chợ, xác định, đánh dấu các vị trí cần khoan Sau đó, các công nhân được bố trí thực hiện công tác khoan, tiến hành khoan theo chiều dốc gương lò chợ, từ trên xuống dưới Tại mỗi vị trí khoan tiến hành khoan lỗ nóc trước, sau đó khoan lỗ nền và lần lượt cho đến hết phạm vi cần khoan Công việc khoan được tiến hành bởi hai người cho một máy khoan Khi khoan ở từng lỗ, các thao tác tiến hành từ từ

để tránh tình trạng kẹt choòng khoan Khi khoan xong, phải lấy sạch phoi khoan, sau đó dùng que tre hoặc gỗ đánh dấu lỗ khoan để người nạp mìn dễ thấy và không bị than chèn lấp, gây mất lỗ

* Công tác nạp, nổ mìn

Trước khi nạp mìn, lò chợ phải được kiểm tra tình trạng về khí, nếu nồng độ khí mêtan ở gương lò chợ £ 0,5% mới cho phép nạp mìn, nếu nồng

tới khi nồng độ khí đảm bảo điều kiện an toàn mới được phép nạp mìn Công tác nạp mìn được tiến hành gồm hai người, một người nạp còn người kia chuẩn bị bua để trao cho người nạp Thứ tự nạp được tiến hành từ trên xuống dưới (lỗ hàng nóc trước, lỗ hàng nền sau ở mỗi vị trí) Trong một lỗ sau khi nạp thuốc, kíp xong, tiến hành nạp bua Bua phải nạp chặt và có chiều dài ³ 0,5 m Nạp xong lỗ mìn, thợ mìn phải nối chập 2 đầu kíp với nhau để đảm

bảo an toàn Sau khi nạp mìn xong, phải kiểm tra nồng độ khí CH4 đảm bảo

an toàn mới tiến hành nối mạng và nổ mìn

* Sửa gương, trải lưới, chống tạm

Sau khi nổ mìn, thông gió, kiểm tra, củng cố lò chợ đảm bảo an toàn, tiến hành sửa gương, trải lưới và chống tạm giữ nóc Công việc này được tiến hành như sau:

- Sửa nóc lò, đảm bảo độ cao gương khấu 2,2m

- Trải, nối lưới thép thay chèn cho luồng mới Công việc này do thợ khấu chống đảm nhiệm Cuộn lưới được trải từ trên xuống dưới dọc theo chiều dốc lò chợ Giữa đầu các tấm lưới được liên kết với nhau (theo chiều rộng tấm lưới) bằng sợi dây thép được tháo từ chính tấm lưới ra Sau khi để đầu dưới tấm phía trên giáp với đầu trên tấm phía dưới, lấy sợi lưới tháo ra (để nguyên bước uốn) luồn - đan nối hai đầu tấm lưới lại với nhau Luồn xong sợi lưới thép, phải xoắn đầu sợi dây lại cho chặt Theo hướng dốc lò chợ, các tấm lưới được chồng lên nhau 0,1 m và liên kết bằng các mối buộc Sợi dây buộc là dây thép f3 mm Khoảng cách giữa hai mối nối liền nhau từ 0,15 ¸ 0,2 m (tương đương hai hoặc ba mắt lưới) Trường hợp than nóc yếu, có khả năng tụt lở, có thể trải, nối lưới cho luồng mới trước khi nổ mìn

- Bơm dung dịch nhũ hoá vào cơ cấu đẩy dầm tiến gương, chống tạm giữ nóc Công việc này cũng được tiến hành theo thứ tự từ trên xuống dưới theo chiều dốc của lò chợ

* Tải than, hạ nền

Sau khi chống tạm gương luồng mới xong, tiến hành tải than, hạ nền theo chiều từ dưới lên trên, dọc theo chiều dốc lò chợ Công nhân dùng cuốc xẻng, xúc tải than từ luồng gương vào máng trượt Trong quá trình tải than, lưu ý không được làm hẫng chân cột, nền lò phải phẳng không được mấp mô,