Phân tích đánh giá hiện trạng khai thác lò chợ tt 13 1

Để nâng cao công suất khai thác thiết kế mỏ than Dương Huy, tăng năng suất lao động và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động cần tiến hành nghiên cứu đánh giá điều kiện áp dụng

NGUYỄN MẠNH HÙNG

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC LÒ CHỢ TT-13-1/V13-KTT THAN DƯƠNG HUY CHỐNG GIỮ BẰNG GIÁ THỦY LỰC LIÊN KẾT XÍCH ZH1800/16/24ZL

NGUYỄN MẠNH HÙNG

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC LÒ CHỢ TT-13-1/V13-KTT THAN DƯƠNG HUY CHỐNG GIỮ BẰNG GIÁ THỦY LỰC LIÊN KẾT XÍCH ZH1800/16/24ZL

VÀO ÁP DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngành: Khai thác Mỏ

Mã số: 60520603 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS TRẦN VĂN THANH

Hà Nội - Năm 2014

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu được nêu trong Luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất ký công trình nào khác

Hà Nội, tháng 4/2014 Tác giả Luận văn

Nguyễn Mạnh Hùng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Mỏ than Dương Huy thuộc khoáng sàng than Khe Tam, đang được Công ty than Dương Huy - TKV quản lý, bảo vệ và tổ chức thăm dò, khai thác Hiện nay, mỏ đang tổ chức khai thác bằng cả phương pháp hầm lò và lộ thiên, tuy nhiên khai thác hầm lò là chủ yếu với công suất toàn mỏ hiện nay 2,1 triệu tấn/năm so với công suất thiết kế 2,5 triệu tấn/năm

Trên cơ sở chiến lược phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2015, định hướng đến năm 2025 đã được Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 89/2008/QĐ-TTg

Để nâng cao công suất khai thác thiết kế mỏ than Dương Huy, tăng năng suất lao động và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động cần tiến hành nghiên cứu đánh giá điều kiện áp dụng công nghệ chống giữ hợp lý đối với vỉa than để có thể đạt tối đa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất, giảm giá thành chi phí cho tấn than và tăng công suất của toàn

mỏ Hiện tại Công Ty đã khai thác xong tầng thứ nhất mức từ +38 lên và đang chuẩn bị khai thác khoáng sàng từ mức -100-:-+38, vỉa 13 khu trung tâm Công Ty than Dương Huy đang bắt đầu quá trình khai thông, do vỉa 13 là vỉa

có cấu tạo đơn giản và ổn định, chiều dày vỉa trung bình 3,6m, góc dốc vỉa thay đổi từ 504200, trung bình 150 hiện tại đang khai thác bằng công nghệ khoan nổ mìn kết hợp chống giữ bằng giá thủy lực di động XDY cho thấy các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chưa cao , thể hiện áp dụng công nghệ chống giữ chưa phù hợp với điều kiện địa chất của mỏ nên việc nghiên cứu áp dụng công nghệ chống giữ hợp lý phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ là yếu

tố quan trọng Vì vậy việc “Phân tích đánh giá hiện trạng khai thác lò chợ

TT-13-1/V13-KTT than Dương Huy, chống giữ bằng giá thủy lực di động liên kết xích ZH1800/16/24ZL vào áp dụng” là một vấn đề thực tiễn mang tính cấp

thiết nhằm định hướng đầu tư áp dụng công nghệ khai thác phù hợp, góp phần tăng sản lượng khai thác và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động

2 Mục tiêu của luận văn

Phân tích , đánh giá công nghệ chống giữ vỉa 13 mỏ than Dương Huy

đã và đang sử dụng và từ đó đề xuất phương án đưa công nghệ chống giữ phù hợp vào sử dụng nhằm nâng cao sản lượng, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao năng suất lao động, tận dụng tối đa tài nguyên có thể khai thác được

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ và đánh giá công nghệ đã và đang chống giứ trong khai thác từ đó đề xuất và lựa chọn công nghệ chống giữ hợp lý cho vỉa 13 mỏ than Dương Huy và cụ thể là đưa vào khai thác cho lò chợ TT-13-1/V13-KTT

4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất mỏ than Dương Huy

- Đánh giá các công nghệ khai thác,chống giữ hiện được áp dụng cho các vỉa than trong công ty và vỉa 13

- Phân tích , đánh giá kết quả và tính toán các chỉ tiêu đối với công nghệ cũ và mới từ đó đua ra sự so sánh và lựa chọn công nghệ chống giữ hợp

lý, phù hợp cho vỉa 13 nhằm nâng câo hiệu quả khai thác, đảm bảo an toàn, cải thiện điều kiện làm việc mỏ than Dương Huy

- Lựa chọn công nghệ khai thác tối ưu và phù hợp điều kiện thực tế vỉa

- Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật công nghệ để áp dụng vào khai thác vỉa

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu như sau:

- Phương pháp thu thập tài liệu

- Phương pháp khảo sát điều kiện địa chất

- Phương pháp đánh giá tổng hợp các điều kiện công nghệ

- Phương pháp thống kê, phân tích

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

- Lựa chọn được công nghệ chống giữ hợp lý cho vỉa 13 khu trung tâm công ty than Dương Huy góp phần nâng cao hiệu quả khai thác của mỏ Dương Huy, tận dụng được nguồn tài nguyên, mang lại hiệu quả khai thác cao, với chi phí thấp hiệu quả kinh tế cao giảm thiểu lao động thủ công trong

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn bao gồm phần mở đầu, 03 chương, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong 88 trang trong đó có các bảng biểu và hình vẽ minh họa cụ thể Các bảng biểu và hình vẽ minh họa được xắp xếp theo trình tự theo các chương, các mục

Luận văn được hoàn thành tại bộ môn Khai thác hầm lò, Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Văn Thanh Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa

Mỏ, Các phòng ban trong Công Ty than Dương Huy, tập thể Thầy giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò và đặc biệt là Thầy giáo hướng dẫn, PGS.TS Trần Văn Thanh đã giành nhiều công sức hướng dẫn và tạo mọi điều kiện cho học viên thực hiện luận văn này

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SÀNG

MỎ THAN DƯƠNG HUY 1.1 Địa lý tự nhiên

1.1.1 Vị trí khai trường

Hiện nay, Công ty than Dương Huy - TKV đang tiến hành khai thác than hầm lò tại khoáng sàng than Khe Tam, nằm ở phía Bắc thị xã Cẩm Phả Phía Bắc và phía Tây Bắc giáp với công trường khai thác của xí nghiệp Xây lắp Cẩm Phả, Xí nghiệp 86, E35; phía Nam giáp với sườn núi cao Khe Sim; phía Đông là Xí nghiệp khai thác than Thăng Long, 397; phía Tây là khu Bao Gia Khoáng sàng than Khe Tam nằm trong giới hạn hệ tọa độ Nhà Nước 1972

X = 26.000 ÷ 30.000

Y = 422.800 ÷ 424.800

Về đơn vị hành chính Đông Nam Khe Tam thuộc xã Dương Huy thị xã Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh

1.1.2 Tình hình dân cư, kinh tế chính trị khu vực

Dân số chủ yếu là cán bộ, công nhân đang làm việc tại các Xí nghiệp khai thác than, ngoài ra có một vài điểm dân cư là người dân tộc Sán Dìu sống

ở các thung lũng bằng nghề nông, trồng rừng

Cơ sở kinh tế trong vùng chủ yếu là các mỏ khai thác than của các công

ty xây dựng mỏ, Công Ty than Đông Bắc, Công Ty than Quang Hanh, Công

Ty than Hạ long

1.1.3 Điều kiện khí hậu

Khí hậu khu Khe Tam mang tính lục điaạ rõ rệt, một năm có 2 mùa ( mùa khô và mùa mưa ) Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng

11 đến tháng 3 năm sau Trong mùa khô hướng gió chủ đạo là hướng Bắc-

Đông Bắc, độ ẩm trung bình từ 30-:- 40%, nhiệt độ trung bình từ 15 -:- 18 độ Trong thời gian này thường chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, kèm theo mưa phùn và giá rét, nhiệt độ có thể xuống đến dưới 5 độ Trong mùa mưa hướng gió chủ đạo là Nam – Đông Nam, độ ẩm trung bình từ 60-:- 80%, nhiệt

độ trung bình từ 25 -:- 30 độ Trong mùa mưa thường chịu ảnh hưởng trực tiếp của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới kèm theo mưa lớn

Lượng mưa lớn nhất trong tháng là 1126,1mm ( vào tháng 8/1995 ), cũng là tháng có lượng mưa trong ngày lớn nhất 250mm Lượng mưa lớn nhất của năm là 2915,4mm ( năm 1973 )

1.2 Điều kiện địa chất mỏ

1.2.1.2 Giới Trung sinh

* Hệ Triat thống trên-Bậc Nori-Reti- Điệp Hòn Gai (T3 n-r hg)

Hệ Triat thống trên-Bậc Nori-Reti- Điệp Hòn Gai (T3 n-r hg) chia ra 3 phụ hệ tầng: Phụ hệ tầng trên (T3 n-r hg3) gần như không xuất hiện trong khu vực khoáng sàng, hai phụ hệ tầng dưới và giữa được mô tả như sau:

- Phụ hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1): Phân bố thành những dải hẹp ở phía Bắc khu mỏ, thành phần gôm: Cát kết màu xam, xám đen, xen lẫn các lớp kẹp than, than lẫn sét dạng thấu kính, chứa nhiều di tích thực vật Chiều

dày của Phụ hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg 1) từ 400 ÷ 500m

- Phụ hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2 ): Đây là phụ tầng chứa than

chính, nằm chỉnh hợp lên phụ hệ tầng Hòn Gai dưới và bao phủ phần lớn diện tích khoáng sàng Phụ hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2)có thể phân chia

thành 4 tập trầm tích như sau:

+ Tập thứ nhất (T3n-r hg21): Từ trụ vỉa 2A trở xuống dưới, có các vỉa than thay đổi nhiều về chiều dày, chất lượng và diện phân bố các vỉa phụ thì phân nhánh và thường là thấu kính Nham thạch chủ yếu là các loại xám màu, hạt mịn, giàu thành phần Cácbonát và vật chất thực vật Hoá thạch thực vật kém phát triển, khoảng cách địa tầng giữa các vỉa thay đổi tế 30m đến 50m Tổng chiều dày của tập 1 từ 850m đến 1000m và chứa các vỉa than: 2A, 2C, 2B, 2, 1,

1A, 1B, 1C

+ Tập thứ 2 (T3n-r hg22) : Từ trụ vỉa 8 đến vỉa 2A, gồm các vỉa than có giá trị công nghiệp Khoảng cách giữa các vỉa thay đổi từ 58m ÷ 100m Các vỉa phụ phát triển tương đối đồng đều, có vị trí nằm cách các vỉa chính ở trên

nó, trong khoảng địa tầng từ 15 ÷ 30m Hoá thạch thực vật phát triển rất phong phú Nham thạch xám và xám màu, hạt từ trung đến mịn Chiều dày tập 2 khoảng1000m, chứa các vỉa than: 8, 8A, 7, 7A, 7B, 6, 6A, 6B, 5, 5A, 5B, 4,

4A, 4B, 3, 3A, 3B, 2

+ Tập thứ 3 (T3n-r hg23) : Từ vỉa 14 đến vỉa 8, gồm các vỉa than tương đối ổn định Khoảng cách giữa các vỉa thay đổi từ 30m đến 40m, vỉa phụ phát triển ít Nham thạch sáng màu, hạt từ trung đến mịn Hoá thạch thùc vật phát triển nhiều Tập này có tổng chiều dày khoảng 800m, chứa các vỉa than có triển vùng trữ lưỡng lớn: là: vỉa 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8 và các vỉa phụ 14A,

10A, 9A

+ Tập thứ 4: (T3n-r hg24) : Từ vách vỉa 14 đến vỉa 17 Tập này gồm các vỉa than có chiều dày cấu tạo và chất lượng tương đối ổn định và không ổn

định Nham thạch sáng màu, hạt từ trung đến thô Hoá thạch thực vật kém phát triển Khoảng cách địa tầng giữa các vỉa thay đổi từ 15m đến 75m Chiều dày tập 4 khoảng1000m, có chứa các vỉa than: 15, 16, 17 và vỉa phụ

15A

Chiều dày trầm tích phụ hệ tầng Hòn Gai giữa ở khu Khe Tam khoảng 1400m

1.2.1.3 Giới tân sinh (KZ):

* Hệ Đệ Tứ (Q): Nằm bất chỉnh hợp lên địa tầng chứa than là lớp phủ Đệ

tứ (Q) Trầm tích Đệ tứ phân bổ trên toàn bộ diện tích khu mỏ, với chiều dày

từ 3m ¸ 5m Thành phần lớp phủ Đệ tứ gồm có: Đất trắng lẫn cuội, sỏi, cát, bột, sét kết và các tảng lớn có kích thước khác nhau, chúng được hình thành chủ yếu do quá trình phong hoá tự nhiên, kết hợp với tác động của dòng chảy tạo thành

+ Nếp lõm Khe Tam: Cánh bắc nếp lõm được giới hạn bởi đứt gãy Bắc

Huy, cánh Nam được giới hạn bởi đứt gãy F4, nếp lõm có chiều dài khoảng

3000 đến 4000m Trục của nếp lõm phát triển theo phương Tây Nam - Đông Bắc Một trục nếp uốn gần như cắm đứng, các cánh đối xứng, tương đối thoải

Độ dốc chung hai cánh trong khoảng 25o - 30o, tăng dần 35o đến 40o, bị đứt gãy B-B phân thành hai khối lớn: khối Đông Bắc và khối Bao Gia

+ Nếp lồi Nam Khe Tam: phân bố từ phía Đông tuyến TG.VI (Khe

Chàm) sang phÍa Tây tuyến T.II ( Ngã Hai), dài khoảng 700m đến 1000m, chỗ hẹp còn 100 đến 150m, cánh Bắc bị chặn bởi đứt gãy F4 Trục nếp uốn theo phương vĩ tuyến và chếch dần theo phương Tây bắc - Đông nam Mặt trục nếp uốn cắm đứng, đôi khi hơi chếch về Bắc, với góc dốc 80o đến 85o ( tuyến IIA - IIB ) Độ dốc hai cánh thay đổi từ 30o đến 35o Các đứt gãy F6, B -

B chia nếp lồi thành 3 khối

+ Nếp lõm Nam Khe Tam: Kế tiếp phía Nam nếp lồi Nam Khe Tam, kéo

dài từ tuyến T.V đến T.I và phát triển tiếp tục sang khu Ngã Hai Trục nếp lõm có phương vĩ tuyến, mặt trục dốc đứng Độ dốc vỉa hai cánh tương đối thoải, thay đổi từ 200- 250 Nếp lõm bị đứt gãy B-B, F5 phân cắt thành ba khối

+ Nếp lồi Tây Bắc: Phân bố ở phía Tây Bắc khu mỏ, kéo dài từ tuyến

TG.II đến T.I, chiều dài khoảng từ 150m đến 200m, cánh Nam tiếp giáp với nếp lõm Khe Tam Trục nếp uốn phát triển theo phương Tây Nam - Đông Bắc Mặt trục cắm chếch về Bắc, dốc 70o đến 75o, cánh Bắc dốc hơn cánh Nam (25o đến 35o ), góc dốc vỉa cánh Nam từ 20o đến 25o

* Đứt gãy:

Gồm hai hệ thống, theo phương vĩ tuyến, á vĩ tuyến (gồm các đứt gãy lớn) và hệ thống đứt gãy theo phương kinh tuyến

Đứt gãy thuận: F.B, F.C, F.T1, F.T3, F.4, F.6, đứt gãy Bắc Huy

Đứt gãy nghịch: F.A, F.D, F.E, F.1, F.2, F.3, F.5, F.7, F.N, F.T2

- Đứt gãy thuận Bắc Huy: Đứt gãy này là ranh giới phía Bắc khoáng

sàng, phân chia ranh giới tầng chứa than và không chứa than phía Bắc Đứt gãy Bắc Huy là đứt gãy thuận, phát triển theo phương vĩ tuyến, phát triển sang Khe Chàm, Ngã Hai, cắm Nam, dốc 550- 600, biên độ dịch chuyển khoảng trên 1000m, cánh Bắc nâng lên, lộ ra phụ diệp dưới than, cánh Nam

hạ, tồn tại các vỉa than thuộc phụ điệp chứa than của khu vực

- Đứt gãy thuận B-B: Đứt gãy này được hình thành ở phía Đông Bắc khu

mỏ, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và đứt gãy F4 phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam Đứt gãy cắm Tây Nam, độ dốc 800 ¸850, biên độ thay đổi từ 200m ¸ 250m, đới huỷ hoại rộng 15 ¸ 20m

- Đứt gãy thuận C - C : Xuất hiện ở phân khu Bao Gia, trong phạm vi từ

đứt gãy F4 đến đứt gãy Bắc Huy, phát triển theo phương kinh tuyến Đứt gãy

có hướng cắm Tây, độ dốc 700 ¸ 750, biên độ dịch chuyển từ 30m ¸ 50m

theo phương vĩ tuyến và phát triển liên tục sang khu Ngã Hai, khu Khe Chàm (Là ranh giới giữa phân khu Bao Gia và Nam Khe Tam) Đứt gãy cắm Nam, dốc từ 700 ¸ 750, chiều rộng đới phá huỷ 15m ¸ 20m Biên độ dịch chuyển 70m ¸ 100m ở phần phía Đông, phần còn lại 200 ¸ 250m

- Đứt gãy thuận F 6: Xuất hiện ở phía Đông Nam khu mỏ, giữa hai đứt gãy F4 và FA, phát triển theo phương vĩ tuyến, về hai đầu có phương Đông Bắc - Tây Nam Đứt gãy F6 thuận, cắm Tây Nam, góc dốc 700 ¸ 750, biên độ dịch chuyển từ 150m đến 200m, đới huỷ hoại rộng 20m ¸ 25m Hai bên cánh

F6 các vỉa than bị biến đổi nhiều

phương á vĩ tuyến qua tuyến IVa, cắm Nam với góc dốc 70 ¸ 80 Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt 15 ¸ 20m

+ Đứt gãy nghịch FT2: Xuất hiện ở khối Bắc Khe Tam, phát triển theo

phương á vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc từ 70 ¸ 800 Biên độ dịch theo mặt trượt 40 ¸ 50m Đứt gãy có hướng chạy Tây bắc - Đông bắc

phương á vĩ tuyến có hướng cắm Nam với góc dốc mặt trươt từ 70 ¸ 800 Biên

độ dịch chuyển nhỏ từ 15 ¸ 20m, xuất phát từ F2, chạy theo hướng Tây sang

Đông và chập vào F2 giữa T.Va và V

+ Đứt gãy A-A: Là đứt gãy nghịch lớn, là ranh giới thăm dò phía Nam

giữa Khe Tam và Khe Sim Đứt gãy kéo dài theo phương vĩ tuyến, cắm Nam với góc dốc mặt trượt từ 800¸ 850, đới huỷ hoại rộng 40 ¸ 60m, biên độ dịch chuyển khoảng1000m Đứt gãy A-A xuất hiện ở phÍa Nam khu thăm dò, dài

khoảng1500m

+ Đứt gãy nghịch D-D: Tương ứng là đứt gãy F.KT mỏ Ngã Hai, xuất

hiện ở phÍa Tây khu Bao Gia, trong phạm vi giữa đứt gãy Bắc Huy và F4, phát triển theo phương kinh tuyến, cắm Đông, góc dốc 700 ¸750, biên độ dịch chuyển từ 100m đến 150m, đới huỷ hoại rộng 15m đến 20m

+ Đứt gãy nghịch F 1 (F.2NH): Xuất phát từ đứt gãy FE, phát triển theo phương vĩ tuyến kéo dài sang mỏ Ngã Hai, tương ứng là đứt gãy nghịch F.2 của khoáng sàng than Ngã Hai Đứt gãy cắm Nam, góc dốc 750 ¸ 800, biên độ dịch chuyển từ 150m ¸ 200m, đới huỷ hoại nhỏ

+ Đứt gãy nghịch F 2: Xuất hiện ở khu Đông bắc giữa đứt gãy Bắc huy và

FB, phát triển theo phương vĩ tuyến, chếch về Đông bắc, cắm Nam, góc dốc mặt trượt 750¸800, biên độ dịch chuyển từ 100m ¸150m, đới huỷ hoại rộng 15m ¸ 20m

+ Đứt gãy nghịch F 3: Xuất hiện ở phân khu Đông Bắc, có vị trí nằm ở phía Nam và song song với đứt gãy F2 Hướng cắm Nam với góc dốc a = 75

¸ 800 Biên độ dịch chuyển theo mặt trượt là 150 ¸ 180m, đới huỷ hoại rộng

15 ¸ 20m

+ Đứt gãy nghịch F 7: Xuất hiện ở Đông Nam khu mỏ, giữa đứt gãy A-A

và F4, phát triển theo phương á kinh tuyến, chếch về Tây bắc, hướng cắm Đông Nam, góc dốc 750¸ 800, biên độ dịch chuyển từ 20m đến 40m, đới huỷ hoại rộng 15m đến 20m, đứt gãy F7 mới được phát hiện trong quá trình khai

thác (1998)

Ngoài các đứt gãy đã được mô tả trên, trong khoáng sàng than Khe Tam

- Công ty TNHH 1 TV than Dương Huy- TKV còn gặp các đứt gãy phân bổ hạn hẹp, khi đào lò khai thác còn phát hiện các đứt gãy nhỏ

1.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn

1.2.3.1 Đặc điểm nước trên mặt

Khoáng sang than Khe Tam có địa hình bị phân cắt mạnh, mạng suối khá phát triển và có 3 hệ thống suối chính

- Hệ thống suối Đông Bắc khu mỏ : Gồm 3 suối chính, chảy theo các hướng từ Nam lên Bắc và từ Đông sang Tây đổ vào suối lớn Khe Tam chảy ra song Diễn Vọng Lòng suối rộng trung bình từ 2 đến 8m, có nơi rộng đến 12m Lưu lượng nước đo được lúc mưa to , lớn nhất Q=29599 l/s, nhỏ nhất

=0.407 l/s

- Hệ thống suối Đông Nam khu mỏ : Gồm 3 suối chính, chảy theo hướng Bắc và hướng Đông, cùng nhập vào suối Đá Mài – Khe Chàm Lòng suối thượng nguồn hẹp, dốc, phần hạ nguồn rộng trung bình 5 đến 10m, uốn khúc Suối có nước chảy quanh năm, lưu lượng đo được lớn nhất Q= 3084 l/s và lưu lượng nhỏ nhất Q = 0,249 l/s

- Hệ thống suối Tây Nam : Gồm 3 suối chính, chảy theo hướng Nam- Bắc và Đông-Tây dồn vào suối Lép Mỹ, chảy qua Ngã Hai, đổ ra sông Diễn Vọng Lòng suối thượng nguồn hẹp, dốc, đến Lép Mỹ long suối mở rộng 8 đến 12m, uốn khúc Suối có nước chảy quanh năm, lưu lượng nước đo được lớn nhất Q = 18927 l/s và nhỏ nhất Q = 0,692 l/s

Nguồn cung câp nước cho các hệ thống suối chính chủ yếu là nước mưa

và một phần nước của tầng chứa than Nhìn chung nước mặt trong khoáng sang tương đối phong phú

1.2.3.2 Đặc điểm nước dưới đất

Địa tầng chứa than của khoáng sang than Dương Huy có các tầng chứa nước như sau :

a Tầng chứa nước thứ nhất : Gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than V7 đến V13, có tỷ lưu lượng từ 0,005 l/ms đến 0,0181 l/ms, hệ số thấm K từ 0,0094m/ngày,đêm đến 0,0238 m/ngày,đêm

b Tầng chứa nước thứ hai: Gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than V12 đến V9, tỷ lưu lượng từ 0,0012 l/ms đến 0,00491 l/ms

c Tầng chứa nước thứ ba: Gồm các lớp đá chứa nước nằm giữa các vỉa than V8 đến V5, tỷ lưu lượng từ 0,0012 l/ms đến 0,00241 l/ms, hệ số thấm K

từ 0,002m/ngđ đến 0,014m/ngđ

Nước trong các đứt gẫy: Hệ số thấm nhỏ hơn nhiều so với đất đá bình thường khác, như đứt gẫy F.A có K=0,0043m/ngđ (LK.2569), đứt gẫy F.B, có K=0,006 m/ngđ ( LK.912 ), đứt gẫy Bắc Huy có K= 0,00227m/ngđ (LK.918)

1.2.4 Cấu tạo các vỉa than

* Vỉa 14: có chiều dầy từ 0.49m ¸ 17.82m (LK614), trung bình 5.79m,

theo hướng dốc, theo đường phương từ Đông sang Tây chiều dầy vỉa giảm dần Cấu tạo vỉa than tương đối dơn giản, có 0-:- 6 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:- 2.75m (LK.3h-T.III N), trung bình 0.47m Đá vây quanh bao gồm bột kết, sét kết, đôi khi cát kết, phần vách vỉa 14 thường gặp các lớp cát kết, sạn kết có chiều dầy lớn Hệ số chứa than 92%

* Vỉa 13 : Tương đối ổn định chiều dầy từ 1.16m ¸ 7.79m trung bình

4.54m, Cấu tạo vỉa than phức tạp, có 1-:- 3 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-4.39m trung bình 0.25m Hệ số chứa than 90%

* Vỉa 12 : Có chiều dầy từ 1.2m ¸ 7.2m trung bình 4.2m, Cấu tạo vỉa

than phức tạp, có 0-:- 6 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-1.19m trung bình 0.17m Vỉa có cấu tạo đơn giản, độ dốc vỉa thay đổi từ 10 đến 55 độ

Hệ số chứa than 97%

* Vỉa 11 : Có chiều dầy từ 0.28m ¸ 7.52m (LK.946 A) trung bình

3.07m, có 0-:- 4 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-1.98m (LK.912 ), trung bình 0.18m Vỉa có cấu tạo đơn giản, độ dốc vỉa thay đổi từ 10 đến 64

độ Hệ số chứa than 95%

* Vỉa 10 : Có chiều dầy từ 0.10m ¸ 8.19m (LK.306), trung bình 2.15m,

có 1-:- 2 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-2.7m trung bình 0.15m Vỉa

có cấu tạo đơn giản, độ dốc vỉa thay đổi từ 10 đến 50 độ Hệ số chứa than 93%

* Vỉa 10 a :Có chiều dầy từ 0.3m ¸ 2.8m (LK.2356 B), trung bình

0.95m Vỉa than có cấu tạo đơn giản Hệ số chứa than 93%

* Vỉa 9 : Có chiều dầy từ 0.28m ¸ 13.85m (LK.812 A), trung bình

5.4m, có 0-:-4 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-3.28m( LK.614), trung bình 0.16m Hệ số chứa than 96%

* Vỉa 8: Có chiều dầy từ 0.35m ¸ 8.07m (LK.614), trung bình 3.28m,

có 0-:-4 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-3.38m( LK.812A), trung bình 0.27m Hệ số chứa than 92%

* Vỉa 8 a : Có chiều dầy từ 0.28m ¸ 4.50m (LK.930K), trung bình

1.44m, vỉa không ổn định theo đường phương, hướng dốc Đá kẹp trong vỉa than có 0-:-3 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-1.06m( LK.812A), trung bình 0.04m Hệ số chứa than 96%

* Vỉa 7 : Có chiều dầy từ 0.32m ¸ 14.62m (LK.913 và LK.804), trung

bình 3.18m Đá kẹp trong vỉa than có 0-:-3 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-4.54m( LK.940B), trung bình 0.25m Hệ số chứa than 92%

* Vỉa 6 : Có chiều dầy từ 0.27m(LK.845)¸ 10.08m (LK.855), trung

bình 3.15m Đá kẹp trong vỉa than có 0-:-7 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-3.16m( LK.148-5), trung bình 0.4m Hệ số chứa than 87%

* Vỉa 5 : Có chiều dầy toàn vỉa thay đổi từ 0.38m(LK.T1)¸ 6.9m

(LK.855), trung bình 2.58m Đá kẹp trong vỉa than có 0-:-3 lớp đá kẹp, chiều dầy đá kẹp từ 0.00m-:-1.67m( LK.885), trung bình 0.18m đá vách đá trụ thường là tầng bột kết dày Hệ số chứa than 93%

1.2.5 Phẩm chất than

Qua kết quả phân tích các chỉ tiêu công nghiệp của từng mẫu than, trong các giai đoạn thăm dò, để tính toán các trị số trung bình và chất lượng than Các mẫu được tham gia tính toán đều nằm trong kết quả phân tích mẫu

Đặc điểm vật lý thạch học của than:

Kết quả nghiên cứu cho thấy, than chủ yếu là loại antraxit và bán antraxit

có màu đen ánh kim loại mạnh, vết vạch có màu xám và xám đen, than rắn chắc, có vết vỡ dạng vỏ sò, vỏ chai hoặc bậc thang, cấu tạo dạng dải

Thành phần khoáng vật của than: Thành phần khoáng vật của than bao

gồm vật chất hữu cơ chiếm 90 ¸ 98%, vật chất vô cơ chiếm từ 2 ¸ 10% Vật chất hữu cơ cấu tạo bằng chất keo hoá dạng vitren hoặc xilovitren Vật chất

vô cơ trong than ít gồm các khoáng vật sét và cacbonnat

Thành phần các nguyên tố tạo than: Bao gồm các nguyên tố cơ bản như:

Hydrro, Cacbon, Ôxi và Nitơ Ngoài ra, trong than còn có các nguyên tố hiếm

chiếm tỷ lệ rất nhỏ (khoảng 0.001%) như Barium, Galium

Bảng 1.1 Thành phần các nguyên tố tạo than

Tên nguyên tố G.trị nhỏ nhất (%) G.trị lớn nhất (%) Giá trị T bình (%)

Thành phần hoá học: Thành phần hoá học của tro than bao gồm các loại:

Oxit Nhôm (AI2O3), Oxit Sắt (Fe2 O3), Oxit Silic (SiO2), Oxit Manhê (MgO), Oxit Canxi (CaO), Oxit Mangan (MnO), Oxit Titan (TiO2) Hàm lượng của

các Oxit đó được thể hiện trong biểu đồ sau:

Hình 1.1 Thành phần hóa học độ tro của than (%)

Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của than như sau:

Khe Tam thay đổi trong giới hạn hẹp, từ 0,20% đến 16.02, trung bình: 3.41%

Các vỉa than ở đây thuộc nhóm có độ ẩm thấp ( < 5%)

tạp, hầu hết đều có lớp đá kẹp xen trong vỉa Kết quả tính toán các mẫu hoá nghiệm than trong toàn mỏ cho thấy: Độ tro của riêng than thay đổi từ 0,01 ¸ 39,78%, trung bình 15,73% Các vỉa than khu Đông Nam Khe Tam thuộc

nhóm vỉa có độ tro trung bình

Kết quả tính toán cho thấy: Độ tro trung bình cân (AkTBC): biến đổi từ

1.58% ¸ 40.00%, trung bình 17.38% Độ tro hàng hoá (Ak

HH): biến đổi từ 1.47% ¸ 40.00%, trung bình 18.21%

phạm vi tương đối lớn từ 1,25 – 35,41%, trung bình 7.58%

6.65%, trung bình 0,53% Than của khoáng sàng Khe Tam thuộc nhóm lưu huỳnh ít (S < 1,5%)

5112 Kcal - 9699 kcal/Kg, trung bình 8250 kcal/kg Nhiệt lượng khô Qk thay

đổi từ 4073Kcal - 9192 Kcal/Kg, trung bình: 6934.5Kcal/kg

Các vỉa than thuộc loại than năng lượng có nhiệt lượng cao, thuộc nhóm bán Antraxit và Antraxit

g/cm3, trung bình 1,54g/cm3

1.3 Tính chất cơ lý đá vách, đá trụ các vỉa than

- Vách-trụ vỉa than gồm các loại đá được sắp xếp theo thứ tự Sát vách, trụ vỉa than thường gặp trong quá trình khai thác là sét than, sét kết, bột kết, tiếp đến là cát kết

-Lớp vách-trụ giả: Là lớp sét than có chiều dầy không lớp từ 0.2-:- 0.7m, ít gặp những lớp có chiều dầy lớn hơn 1m Lớp vách giả thường bị khai thác lẫn trong quá trình khai thác than

- Lớp vách-trụ trực tiếp: Là loại đá sét kết hoặc bột kết nằm trong,nằm trên ( vách), dưới(trụ) lớp sét than Có chiều dầy từ 0.5-:-5m, cá biệt có chỗ dày hơn 5m

- Lớp vách-trụ cơ bản : Là loại đá bột hoặc cát kết cấu tạo khối rắn chắc bền vững khó sập đổ, Đặc điểm đá vách, trụ các vỉa than có giá trị công

nghiệp cự thể như sau:

Bảng 1.2 Bảng các chỉ tiêu cơ lý của đá vách, trụ vỉa than:

Tên vỉa

Cường độ kháng nén dn(KG/cm2) Tỷ trọng đá g(G/cm3) Ghi

Hình 1.2 Phân loại vỉa theo góc dốc (%)

Xác định độ biến đổi góc dốc vỉa: Góc dốc vỉa và mức độ biến động góc dốc vỉa ảnh hưởng rất lớn đến lựa chọn công nghệ khai thác, đồng bộ thiết bị

và chế độ làm việc

Độ biến đổi góc dốc của vỉa được xác định theo công thức:

Trong đó: - Trị số góc dốc của vỉa tại điểm đo; độ

- Trị số góc dốc trung bình của vỉa; độ

N - Số điểm đo

Những vỉa dốc thoải, dốc nghiêng và có độ biến đổi góc dốc nhỏ ( < 30%) rất thuận lợi cho việc áp dụng các dạng vì chống tổ hợp và vì chống cơ khí hóa Và Vỉa 13- khu trung tâm Công Ty than Dương Huy thuộc vào nhóm vỉa dốc thoải có độ dốc α = 00 ÷ 180 nên khả năng áp dụng cơ giới hóa và các công nghệ tiên tiến có tính khả quan lớn

1.4.2 Chiều dày vỉa

Lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác cần thực hiện phân tích, đánh giá và phân loại theo chiều dày vỉa Theo chiều dày vỉa được phân thành 5 nhóm và vỉa 13 khu trung tâm than Dương Huy thuộc nhóm IV trong V nhóm với chiều dày nằm trong khoảng m = 3,51 ÷ 5,0 m :

+ Vỉa rất mỏng: Khi chiều dày m < 0,7m

+ Vỉa mỏng: Khi chiều dày m = 0,71 ÷ 1,2m

+ Vỉa dày trung bình: Khi chiều dày m = 1,21 ÷ 3,5m

+ Vỉa dày: Khi chiều dày m = 3,51 ÷ 5,0 m

+ Vỉa rất dày: Khi chiều dày m > 5,0 m

Đối với khoáng sàng than Dương Huy, có các phân loại sau:

Hình 1.3 Phân loại chiều dày vỉa theo trữ lượng than %

Ngoài việc xác định được chiều dày vỉa còn phải xác định được độ biến đổi chiều dày vỉa

Độ biến đổi chiều dày vỉa được xác định theo công thức:

Trong đó: - Chiều dày của vỉa tại điểm đo; m

- Chiều dày trung bình của vỉa; m

n - Số điểm đo

Nếu:

+ Vm < 35%: Thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa lò chợ

+ Vm > 35%: Khó khăn cho việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa lò chợ

Theo mức độ ổn định về chiều dày và góc dốc của vỉa, các vỉa than thuộc khoáng sang than Dương Huy được chia thành các vỉa rất không ổn định, các vỉa không ổn định và các vỉa ổn định

Hình1.4.Phân loại vỉa theo mức độ ổn định về góc dốc và chiều dày của vỉa

(%)

Với mục đích chế tạo và lựa chọn phương tiện cơ khí hóa cho lò chợ, còn có đề xuất chia các vỉa than theo chiều dày của chúng thành 7 nhóm:

- Nhóm 1: Các vỉa có chiều dày <0,6m: Cho đến nay vẫn chưa có tổ hợp thiết bị cơ khí hóa toàn bộ nào phù hợp (Ngoại trừ công nghệ khoan lấy than

ở các vỉa dốc thoải)

- Nhóm 2: Các vỉa có chiều dày từ 0,6 ÷ 0,9m: Đã chế tạo được các tổ hợp cơ khí hóa, nhưng năng suất của chúng bị hạn chế bởi sự chật hẹp của không gian lò chợ Khi đó, với chiều cao hạn chế của lò chợ, khoảng cách giữa xà của vì chống và thân máy khai thác hay máng cào không đáng kể Vì vậy, máy liên hợp buộc phải bố trí bên ngoài khung máng cào, làm thay đổi bốc cục của cả tổ hợp, làm giảm hiệu quả hoạt động của nó

- Nhóm 3: Các vỉa có chiều dày từ 0,9 ÷ 1,3m: Có thể bố trí máy liên hợp trên máng cào, nhưng dưới thân máy cần có khoảng hở cần thiết cho dòng tải than của máng cào

- Nhóm 4: Các vỉa có chiều dày từ 1,3 ÷ 2,0m: Có thể bố trí dễ dàng máy liên hợp trên máng cào Đây chính là điều kiện thuận lợi nhất để tạo ra các tổ hợp thiết bị với năng suất cao

- Nhóm 5: Các vỉa có chiều dày từ 2,0 ÷ 3,5m: Có điều kiện khai thác thuận lợi Nhưng do sự phát triển mạnh của hiện tượng ép trồi, cần phải bổ sung bộ phận chống lở gương vào kết cấu của vì chống

- Nhóm 6: Các vỉa có chiều dày từ 3,5 ÷ 5,0m: Có thể áp dụng các phương pháp khai thác chia lớp Song, ở các vỉa dốc thoải có thể chỉ khai thác một lớp, phá hỏa và thu hồi than nóc; ở các vỉa dốc đứng để khấu các lớp cần chế tạo các tổ hợp thiết bị áp dụng chèn lò toàn phần

- Nhóm 7: Các vỉa có chiều dày >5,0m: Khai thác theo phương pháp chia lớp, sử dụng các thiết bị của vỉa dày trung bình

Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế tại vùng than Quảng Ninh hiện nay, các vỉa thuộc nhóm 1, nhóm 2, nhóm 3 vẫn chưa có công nghệ nào áp dụng

do đó trữ lượng địa chất của các vỉa thuộc nhóm này không được huy động

thành trữ lượng công nghiệp Ngoài ra, do một số yếu tố địa chất - kinh tế - kỹ thuật - xã hội nên phần lớn phần trữ lượng thuộc nhóm 4 cũng không được huy động

Hình 1.5 Phân loại vỉa theo công nghệ khai thác.(%)

Tại khoáng sàng than Dương Huy, phần trữ lượng thuộc nhóm 1, nhóm

2, nhóm 3 chiếm 12,23% (18.943 nghìn tấn) đều nằm các vỉa phụ, diện phân

bố không ổn định cả theo phương và hướng dốc cho nên chưa có công nghệ hợp lý nào áp dụng cho phần trữ lượng này

Phần trữ lượng thuộc nhóm 4 chiếm 9,40% (14.791 nghìn tấn) tập trung chủ yếu ở vỉa 8A với diện phân bố lớn, tuy nhiên vỉa này chưa được huy động vào khai thác nên cần nghiên cứu bổ sung và tìm kiếm giải pháp công nghệ áp dụng hợp lý khi tiến hành khai thác

- Các vỉa thuộc nhóm 5 và nhóm 6 chiếm phần trữ lượng 74,64% (114.447 nghìn tần) với điều kiện góc dốc nghiêng nên thuận lợi khi áp dụng

các hệ thống khai thác lò chợ dài, lò chợ cơ khí hóa khấu than hết toàn bộ chiều dày vỉa

- Các vỉa thuộc nhóm 7 chiếm 3,73% về trữ lượng (5.869 nghìn tấn) và tập trung tại vỉa 4, vỉa chưa được huy động vào khai thác do đó cần phải tính toán, lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý để giảm tổn thất tài nguyên và nâng cao hiệu quả sản xuất

1.4.3 Đặc tính đá kẹp trong vỉa

Đá kẹp trong vỉa bao gồm số lớp đá kẹp và các ổ đá cứng lẫn vào trong vỉa than Đá kẹp và các dạng đá ổ cứng trong vỉa than ảnh hưởng tới độ bền của thiết bị và chất lượng than Đề đánh giá tính chất của đá kẹp phải thông qua tính chất cơ lý của chúng như lực kháng kéo, kháng cắt, kháng nén, độ kiên cố, v.v.;

Xác định hệ số phần trăm đá kẹp: Điều kiện thuận lợi khi hệ số phần trăm đá kẹp K1 < 10%, có khó khăn K1 ≥ 10%, rất khó khăn K1 > 20%

Hệ số phần trăm đá kẹp trong vỉa được xác định theo công thức:

- Tổng chiều dày lớp đá kẹp trong vỉa; m

- Chiều dày vỉa than; m

Xác định hệ số lớp kẹp: Chỉ tiêu hệ số lớp là số lớp kẹp có trong một mét chiều dày vỉa than (K2) Thuận lợi: K2 ≤ 2

Theo mức độ phức tạp của cấu tạo các vỉa than thuộc khoáng sang than Dương Huy được chia thành các vỉa có cấu tạo tương đối phức tạp, tương đối đơn giản và đơn giản

Hình 1.6 Phân loại vỉa than theo mức độ cấu tạo vỉa (%)

-Đối với vỉa 13 khu trung tâm thì cấu tạo vỉa tương đối đơn giản nằm xen lẫn trong vỉa chỉ có 1-:- 3 lớp đá kẹp mỏng TB m= 0,25m , đá kẹp trong than là sét than mềm nên khả năn áp dụng các công nghệ tiên tiến cao

1.5 Nhận xét

- Khoáng sàng than Dương Huy bao gồm 34 vỉa; có 14 vỉa có giá trị công nghiệp, trong đó có 6 vỉa có chiều dày >3,0m; tổng trữ lượng các vỉa có giá trị công nghiệp được huy động: 157.350 nghìn tấn Trữ lượng công nghiệp: 97.308 nghìn tấn

- Phần lớn các vỉa có giá trị công nghiệp của khoáng sàng than Dương Huy đều có cấu tạo từ đơn giản đến tương đối đơn giản, phần lớn các vỉa có

từ 0 ÷ 2 lớp đá kẹp và chiều dày đá kẹp < 0,25m, cá biệt có vỉa 6 chiều dày đá kẹp trung bình là 0,43m Phần lớn đá kẹp trong vỉa là sét than

- Vách và trụ các vỉa than tương đối ổn định, mức độ bền vững trung bình nên đòi hỏi vì chống lò chợ phải có khả năng làm việc ổn định, hạn chế các công đoạn củng cố lò chợ

- Một số vỉa có vách giả là các lớp sét kết hoặc sét than mềm yếu Nhưng

diện phân bố của vách giả hạn chế, chiều dày nhỏ, nơi dày nhất là 0,23m

- Trữ lượng than tại các vỉa mỏng (chiều dày từ 0,9 ÷ 2m) khoảng 28.968 nghìn tấn, khoảng 18% tổng trữ lượng địa chất, tuy nhiên Công ty chưa có công nghệ khai thác hợp lý vẫn sử dụng các công nghệ cũ (khoan nổ mìn) nên giá thành khai thác lớn

- Trữ lượng các vỉa dày khoảng 5.869 nghìn tấn, chiếm 3,73% tổng trữ lượng địa chất toàn mỏ, tuy nhiên phần trữ lượng này chưa được huy động trong kế hoạch 2010-2015, do đó cần có những nghiên cứu cụ thể khi thiết kế khai thác nhằm nâng cao hệ số thu hồi

- Trữ lượng các vỉa dày và dày trung bình có góc dốc thoải đến nghiêng

có trữ lượng khoảng 84.414 nghìn tấn, chiếm trên 87% trữ lượng các vỉa có giá trị công nghiệp, do đó đòi hỏi phải có công nghệ khai thác hợp lý áp dụng cho phần trữ lượng này, các công nghệ có khả năng khai thác hết chiều dày vỉa than, hoặc các công nghệ khai thác một lớp trụ và thu hồi than lớp nóc với

hệ số thu hồi than nóc cao để giảm tổn thất khai thác, tăng hiệu quả sản xuất

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG NGHỆ ĐANG ÁP DỤNG TẠI

CÔNG TY THAN DƯƠNG HUY

2.1 Các công nghệ của Công Ty đã áp dụng khai thác

Công ty than Dương Huy tiến hành khai thác than hầm lò từ năm 1999, Công ty áp dụng hệ thống khai thác cột dài theo phương khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng gỗ Nhằm nâng cao sản lượng khai thác, tăng công suất lò chợ, tăng năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc và tăng mức độ an toàn lao động cho công nhân, giảm chi phí vật tư thiết bị cũng như tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh của Công ty, năm 2000 Công ty đưa cột thủy lực đơn DZ22 và xà khớp HDJB vào chống giữ lò chợ, năm 2001 Công ty bắt đầu áp dụng giá thủy lực di động XDY-1/T2-LY

Từ năm 2004 đến nay, Công ty than Dương Huy gần như không sử dụng

gỗ để chống giữ lò chợ nữa mà chỉ sử dụng gỗ cho lò phá hỏa ban đầu, gỗ làm chèn cho lò chợ cột thủy lực đơn và giá thủy lực di động, ngoài ra gỗ dùng để chống tăng cường lò và các đường lò dọc vỉa, chống tang cường lò chân… và năm 2009 tất cả các lò chợ đang khai thác của Công ty đã áp dụng giá thủy lực di động XDY-1/T2-LY

Để tăng năng suất lao cho công nhân, tăng sản lượng cho mỏ nói chung

và cho sản lượng than khai thác hầm lò, cải thiện điều kiện cho người lao động năm 2009 Công Ty đã đưa giá khung thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4/HT vào áp dụng khai thác, năm 2010 đã đưa giá thủy lực di động liên kết xích ZH1800/16/24ZL vào khai thác Từ việc cải tiến, thay thế

và nâng cấp các công nghệ chống giữ Công Ty đã phần lớn cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân, giảm thiểu tai nạn lao động và tăng năng suất đáng kể cho mỏ, cụ thể năm 2000 Công Ty đạt tổng sản lượng đạt 500 nghìn tấn/năm và qua các quá trình cải thiện công nghệ chống giữ, cải thiện

điều kiện làm việc năm 2005 Công Ty đã nâng sản lượng khai thác hầm lò đạt 1,070 triệu tấn/năm, nâng lên 1,508 triệu tấn năm 2011 và năm 2013 là 1,7triệu tấn/năm

Năm 2014 Công ty đặt ra kế hoạch là sản xuất 2,1 triệu tấn than và trong

đó riêng sản lượng than hầm lò đặt ra kế hoạch là 1,75 triệu tấn Để hoàn thành kế hoạch năm 2014 đề ra Công Ty đã thành lập tất cả 10 phân xưởng khai thác than hầm lò và đưa vào sản xuất Trong 10 phân xưởng đã có 2 phân xưởng áp dụng công nghệ chống giữ bằng giá thủy lực di động liên kết xích ZH1800/16/24ZL vào khai thác, 1 phân xưởng áp dụng công nghệ chống giữ bằng giá khung thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4/HT vào áp dụng khai thác, còn lại 7 phân xưởng áp dụng giá thủy lực di động XDY-1/T2-LY

Mặc dù hiện nay Công ty đang áp dụng công nghệ chống giữ bằng các loại giá thủy lực di động cho 10/10 lò chợ đang hoạt động, các loại công nghệ chống giữ lạc hậu, kém hiệu quả và an toàn đã không sử dụng như chống gỗ, chống thủy lực đơn, nhưng với yêu cầu về sản lượng ngày càng tăng như hiện nay thì việc mở thêm diện khai thác và đưa vào áp dụng các công nghệ mới để tăng công suất lò chợ là một yêu cầu bức thiết, việc giảm các chỉ tiêu tiêu hao vật tư, giảm chi phí vật tư là một bài toán lớn cho việc vừa tang năng suất vừa giảm giá thành của sản phẩm

Việc mở thêm diện khai thác sẽ làm tăng chi phí đầu tư xây dựng cơ bản

vì phải tăng khối lượng đào các đường lò xây dựng cơ bản, thay đổi lại các sơ

đồ công nghệ và thay đổi các đường lò đào, các đương lò chuẩn bị và tăng chí phí đầu tư máy móc, thiết bị Ngoài ra, khi tăng thêm diện khai thác sẽ gây khó khăn cho công tác vận tải và thông gió Phải tuyển mới và đào tạo mới công nhân Do đó, Công ty cần đưa các công nghệ mới, công nghệ phù hợp vào các lò chợ để tăng công suất lò chợ nhằm đáp ứng yêu cầu về sản lượng

và nhằm tang năng suất và giảm các chỉ tiêu kinh tế làm tang chất lượng, tang

sản lượng , giảm chi phí cho 1 tấn than

Việc đưa công nghệ mới vào sẽ gặp một số khó khăn như:

- Cán bộ, công nhân chưa có kinh nghiệm nên cần phải được đào tạo mới

để tiếp nhận và vận hành máy móc thiết bị

- Cải tạo và nâng cấp các hệ thống vận tải, thông gió, đường lò nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ

- Chi phí đầu tư cho thiết bị máy móc lớn và khi mua sắm đồng bộ thiết

bị theo một hệ thống công nghệ mới là 1 khó khan cho công ty trong thời điểm cả thế giới đang khó khan về kinh tế

Vì vậy việc nghiên cứu đánh giá về công nghệ hợp lý để đưa vào sản xuất là một trong những tiêu đề được đặt ra để giải quyết khó khan cho công

ty Với nhứng vỉa than có điều kiện phù hợp với những công nghệ nào để có thể làm thỏa mãn những yêu cầu về bài toán kỹ thuật và kinh tế là 1 việc cần thiết mà chúng ta phải nghiên cứu, đánh giá một cách chính xác để có thể mang lại hiệu quả lớn nhất cho Công Ty cũng như toàn thể cán bộ công nhân viên Công Ty

Hiện tại Công Ty đang sản xuất than với 10 phân xưởng và trong đó có 7 phân xưởng khai thác bằng khoan nổ mìn kết hợp chống giữ bằng giá thủy lực

di động XDY-1/T2-LY Đối với giá thủy lực di đông XDY-1/T2-LY là loại giá thủy lực được coi là cơ động trong hiện tại, với những vỉa than có điều kiện địa chất phức tạp, góc dốc không ổn định, góc dốc lớn thì giá sử dụng rất linh hoạt, có thể cho năng suất cao, nhưng ngược lại các chỉ tiêu tiêu hao vật

tư, chi phí sửa chữa cho giá là không hề nhỏ và đó là 1 phần làm ảnh hưởng tới giá thành tấn than, tuy nhiên giá có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn rất nhiều nhược điểm kèm theo như sự liên kết giữa các giá trong lò chợ kém, chịu áp lực không cao khi mỏ khai thác càng ngày càng xuống sâu, chi phí vật tư lớn…

Đối với Công Ty than Dương Huy đang khai thác có vỉa 13 khu trung tâm công ty có điều kiện địa chất, kiến tạo , địa tầng và chiều dày vỉa rất ổn định nhưng hiện tại đang áp dụng công nghệ khai thác bằng khoan nổ mìn kết hợp chống giữ bằng giá thủy lực di đông XDY-1/T2-LY, từ việc điều kiện tốt hằng năm khai thác từ vỉa sản lượng than 150000-:-170000 tấn, kết quả không

hề nhỏ tuy nhiên với điều kiện của vỉa 13 có thể có những công nghệ phù hợp hơn, cho năng suất cao hơn, mức độ an toàn cao hơn, chi phí và các chỉ tiêu khác có thể hợp lý hơn… Vì vậy việc nghiên cứu công nghệ chống giữ cho vỉa 13-Khu trung tâm Công Ty than Dương Huy là một bài toán cần đặt ra để nghiên cứu và tính toán

2.2 Các công nghệ đang khai thác tại vỉa 13-Khu Trung Tâm Công

Ty than Dương Huy

Đối với vỉa 13 Công Ty than Dương Huy từ ngày mỏ thành lập đã áp dụng công nghệ khai thác bằng khoan nổ mìn kết hợp chống giữ bằng nhiều loại vật liệu khác nhau như chống gỗ, chống cột thủy lực đơn kết hợp xà khớp, chống giữ bằng giá thủy lực di động XDY-1/T2-LY để khai thác các mức trên Nhưng đến nay thì Công Ty đã bỏ hoàn toàn công nghệ chống giữ bằng gỗ và cột thủy lực đơn kết hợp xà khớp để khai thác nên hiện tại vỉa 13 khu trung tâm Công Ty chống giữ bằng giá thủy lực di động XDY-1/T2-LY

và vì gỗ, cột thủy lực đơn kết hợp xà khớp chỉ dùng trong quá trình đào thượng khởi điểm, chống củng cố, chống tăng cường, chống các khám hay gia

cố thêm những đoạn đường lò yếu… Hiện tại Vỉa 13 khu trung tâm Công Ty than Dương Huy đã khai thác từ mức +38 -:-+104 và chuẩn bị khai thác lò chợ 13-1 từ mức +15-:-+38 bằng công nghệ khoan nổ mìn, chống giữ bằng giá thủy lực di động XDY-1/T2-LY

Hình 2.1 Giá thuỷ lực di động XDY-1T2/LY

- Đặc tớnh kỹ thuật của giỏ thủy lực di động được thể hiện trong bảng 2-1

Bảng 2-1 Đặc tớnh kỹ thuật của giỏ thủy lực di động XDY

TT Đặc tớnh kỹ thuật Đơn vị

Trị số GTLDĐ XDY-1T2LY

6 Bước tiến của dầm tiến gương mm 800

10 Trọng lượng giỏ kể cả cột chống kg 850

2.2.1 Trữ lượng của vỉa

Căn cứ vào tài liệu địa chất ta tính được trữ lượng của vỉa than 13 khu trung tâm từ mức +15-:- +38 :

Z = Lp * Lhd * M * γ ( Tấn)

Trong đó :

Z : Trữ lượng của vỉa

Lp : Chiều dài theo phương của vỉa ( L=1200m)

Lhd : Chiều dài theo đường hướng dốc của vỉa (L=95m)

M : Chiều dầy của vỉa (M=3.6m)

γ : Tỷ trọng của than (γ= 1.69 tấn/m3) Thay số ta được :

Z = 1200*95*3.6* 1.69 = 694000 tấn

Căn cứ vào trữ lượng của vỉa than ta có thể tính được trữ lượng công nghiệp của vỉa như sau :

ZCN = Z C ( Tấn) Trong đó :

Z : Trữ lượng địa chất của vỉa

= 694000*0.7=485800 (tấn)

2.2.2 Công tác chuẩn bị khai thác

Trên cơ sở thực tế đang áp dụng ở Công Ty than Dương Huy, và các đường lò có sẵn , dự trên điều kiện địa chất khu mỏ, đặc điểm điều kiện địa chất của vỉa 13 và phương án mở vỉa áp dụng cho việc khai thác khoáng sang than khe tam lò chợ 13-1/V13-KTT được khai thác theo hệ thống cột dài theo phương , thu hồi than nóc

a-Công tác chuẩn bị : Các đường lò dọc vỉa vận chuyển mức +15, và

thông gió mức +38 của các tầng kéo dài theo phương ra đến biên giới của khu khai thác Từ biên giới đào các đường lò cắt ban đầu nối lò DVTG và DVVT tạo thành lò chợ Đường lò song song chân 3 và họng sáo 4 được đào cùng với tiến độ lò chợ

c-Thông gió : Gió sạch từ ngoài trời qua rãnh gió ghiếng phụ qua

xuyên vỉa vỉa 13 tới dọc vỉa vận chuyển +15, tới họng sáo 4 qua song song chân 3 , lên thông gió gương lò chợ 7, gió bẩn từ gương lò chợ 7 theo dọc vỉa thông gió +38 qua xuyên vỉa thông gió mức +38 và ra ngoài

d- Ưu nhược điểm của hệ thống khai thác:

*Ưu điểm: - Việc đào các đường lò dọc vỉa vận chuyển và thông gió đến biên

giới của ruộng mỏ có điều kiện thăm dò lại vỉa và bổ xung thêm tài liệu địa

chất, do đó công tác khai thác lò chợ chủ động và ít gặp sự cố về điều kiện khai thác, địa chất Mạng lưới các đường lò chuẩn bị được đào trước , sau đó mới tiến hành khai thác, do đó công tác khai thác và chuẩn bị không bị ảnh hưởng lẫn nhau

- Các đường lò chuẩn bị nằm trong khối than nguyên lên áp lực đất đá xung quanh tác dụng lên các đường lò chuẩn bị nhỏ và ổn định do đó chi phí bảo vệ cho các đường lò là thấp

- Luồng gió đi qua lò chợ tuân theo thiết kế, hạn chế được tối đa các hiện tượng rò gió

- Có thể thu hồi một phần than trụ bảo vệ trên lò thông gió khi lò chợ

đã khai thác qua nên tang được hệ số thu hồi than

* Về điều kiện địa chất vỉa

+ Độ cứng của đất đá xung quanh : f =4-:-6

+ Chiều dày trung bình của vỉa : m =3.6m

+ Góc dốc của vỉa than : a = 150

+ Tỷ trọng của than : g =1,69 T/m3

+ Độ kiên cố của than : f = 2-:-3

- Đất đá trụ và vách tương đối ổn định, có độ gắn kết tương đối chắc chắn và có chiều dầy là 5-:- 10m

- Vỉa 13 có cấu tạo dơn giản chiều dày vỉa tương đối ổn định, trong vỉa

có 1 lớp đá kẹp dày trung bình là 0.25m, thành phần đá kẹp là sét kết, tương đối duy trì, than có chất lượng cao, không có độ phụt khí hay tự cháy và được xếp vào hạng I khí mêtan

Để phục vụ cho quy trình khấu than gồm các bước sau:

- Khoan các lỗ mìn : Sử dụng phương pháp nổ các lỗ mìn nhỏ có thông số:

+ Đường kính dlk £ 50 mm

+ Chiều sâu lỗ khoan L £ 5 m

Việc khoan các lỗ khoan nhỏ ở gương lò chợ được thực hiện nhờ máy khoan điện cầm tay MZ-12 của liên Xô

-Chọn thuốc nổ : Sử dụng thuốc nổ an toàn AH1 Trọng lượng 1 thỏi

=250g, chiểu dài thỏi thuốc là 250mm, đường kính thỏi thuốc là 36mm

-Chọn kíp nổ : Sử dụng kíp nổ điện vi sai và kíp tức thời điện trở là

Rk=3W

-Chọn máy nổ mìn : Sử dụng máy nổ mìn PMK 1/100 của liên xô điện trở tối đa trong mạng nổ là 500W, số kíp nổ đồng thời là 100 kíp

*, Thông số lỗ mìn:

1, Chiều sâu lỗ khoan

Chiều sâu lỗ khoan phụ thuộc vào tiến độ chu kỳ lò chợ chống giữ bằng giá thủy lực di động nên chọn tiến độ khấu là r=0.8m

Chiều sâu lỗ khoan được tính:

Lk = r khau ,m

h (III-9) Trong đó :

r: Tiến độ khấu lò chợ r=0.8m

h: Hệ số sử dụng lỗ mìn , h = 0.85

=> Lk =

85 , 0

8 ,

0 = 0,94m Trong thực tế để tăng thể tích than bị phá vỡ người ta bố trí các lỗ khoan nghiêng , các lỗ này được khoan nghiêng 1 góc từ 60- :-80 độ so với mặt phẳng gương lò

=> L 0 , 97

75 sin

94 , 0

3, Số lượng lỗ khoan trong 1 chu kì

Số lượng lỗ khoan 1 luồng được xác định theo công thức sau :

N1 = 1,27

n 2

lc

k.d

s.q

1000

176 28 , 0

2 = 160

Þ Số lượng lỗ khoan một chu kỳ N = 2N1 =320 lç

4, Lượng thuốc nổ cho một chu kỳ khai thác

Q1 = q.V, kg (III-12) Trong đó:

Q1: Lượng thuốc nổ cho 1 lần khấu