Sự bùng nổ của khoa học kỹ thuật trong 5 năm vừa qua và những tác động đến sự phát triển của ngành khai khoáng dự báo và kiến nghị

3.2.3 Công nghệ định vị toàn cầu Global Positioning System – GPS 55 3.2.4 Ứng dụng đồng thời các thành tựu KHKT của nhiều lĩnh vực khác nhau trong thăm dò và khai thác dầu khí 4.1.1 Nhữ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-O0O -

ĐẶNG TRẦN HÙNG

SỰ BÙNG NỔ CỦA KHOA HỌC KỸ THUẬT TRONG 5 NĂM VỪA QUA

VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH KHAI

KHOÁNG DỰ BÁO VÀ KIẾN NGHỊ

CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ

MÃ SỐ: 60.53.05

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN PHỤ VỤ

HÀ NỘI - 2011

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Mục lục Lời cảm ơn

Danh mục các hình vẽ

Mở đầu

CHƯƠNG 1 NHỮNG THÀNH TỰU NỔI BẬT CỦA KHKT TRONG 5 NĂM QUA (TỪ 2006 - 2010) 1

1.2 Tình hình ứng dụng KHKT của các nước phát triển 2

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG NHỮNG THÀNH TỰU KHKT Ở VIỆT NAM 41

2.1 Chủ trương, chính sách ứng dụng những thành tựu KHKT của Việt Nam 41

2.2 Những lĩnh vực quan trọng đã và đang ứng dụng thành tựu KHKT nổi bật: 42

47

3.2 Những thành tựu KHKT nổi bật được các nước phát triển áp dụng trong lĩnh vực khai khoáng 53

3.2.1 Tuyển quặng nhờ vi sinh vật 53

3.2.3 Công nghệ định vị toàn cầu (Global Positioning System – GPS) 55

3.2.4

Ứng dụng đồng thời các thành tựu KHKT của nhiều lĩnh vực khác nhau trong thăm dò và khai thác dầu khí

4.1.1 Những tác động đến ngành khai khoáng của Việt Nam 72

4.2

Nhận thức của ngành khai khoáng về công tác áp dụng các thành tựu của KHKT để nâng cao hiệu quả khai khoáng

87

CHƯƠNG 5

NHỮNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TRONG NGÀNH KHAI KHOÁNG VIỆT NAM

92

5.1

Hiện trạng và dự báo về sự phát triển trong ngành khai thác, chế biến một số khoáng sản kim loại chính của Việt Nam

5.2 Những biện pháp nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành khai thác Khoáng sản Việt Nam 100

5.2.2 Một số giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác và bảo vệ môi trường 105

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu Trường Đại học

Mỏ - Địa Chất, phòng Đại học và sau Đại học, ban lãnh đạo khoa Mỏ, tập thể các thầy giáo trong bộ môn Khai thác Lộ thiên, các cán bộ trong cơ quan… đã giúp đỡ, cung cấp số liệu phục vụ trong quá trình hoàn thành luận văn Đặc biệt là sự chỉ dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Phụ Vụ Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã động viên, giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn này Kính mong sự góp ý, bổ xung của các thầy giáo, các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Năng suất của các máy xới phụ thuộc vào Ve của đất

Bảng 3.2 Sản lượng của máy xới hợp lý phụ thuộc vào công

Bảng 3.3 Phạm vi công tác của máy xới D9R đối với các loại

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KHKT khoa học kỹ thuật

KH&CN khoa học và công nghệ

DTH direct to home

OKT ống khai thác

CHLB cộng hòa liên bang

MXTG máy xúc tay gàu

MXGT máy xúc gàu treo

MXTL máy xúc thủy lực

MXTLGN máy xúc thủy lực gàu ngược

MXTLGT máy xúc thủy lực gàu treo

CNH công nghiệp hóa

HĐH hiện đại hóa

GPS global positioning system

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của chuyên đề:

- Việt Nam đang trong quá trình hội nhập quốc tế, với trình độ phát triển KHKT như hiện nay và vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên của Việt Nam thì sự bùng

nổ KHKT của Thế giới sẽ tạo điều kiện cho việc nâng cao hiệu quả, tính an toàn trong công tác khai thác khoáng sản nhưng đồng thời cũng làm nảy sinh một số nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường; trong khi đó, việc nghiên cứu áp dụng những thành tựu của KHKT để nâng cao hiệu quả, tính an toàn trong công tác khai khoáng cũng như đề ra các giải pháp đối phó, ngăn chặn các nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường hiện chỉ dừng lại mức độ nhất định và còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là vấn đề nhận thức

- Ngành khai tác khoáng sản Việt Nam tuy đã có nhiều kinh nghiệm trong việc áp dụng các thành tựu KHKT trong công tác khai khoáng nhưng nhận thức và điều kiện để áp dụng một cách triệt để nhằm nâng cao hiệu quả khai tác và giảm thiểu các nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường còn bất cập

- Cần phải đầu tư công sức, trí tuệ, thời gian, nghiên cứu công phu, nghiêm túc, bài bản vấn đề này để đáp ứng đòi hỏi khách quan về nâng cao năng lực khai khoáng và giúp cho cán bộ công nhân viên ngành khai khoáng Việt Nam có những kiến thức cần thiết, nhận thức sâu sắc, đề cao vai trò, trách nhiệm và thái độ đúng đắn, chủ động trong việc nắm bắt, áp dụng những thành tựu mới của KHKT trong công tác khai khoáng phục vụ đắc lực sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Xuất phát từ lý do trên, việc tổ chức nghiên cứu chuyên đề " Sự bùng nổ khoa học kỹ thuật trong 5 năm vừa qua, những tác động ảnh hưởng đến ngành khai khoáng Việt Nam Dự báo và kiến nghị" là rất cần thiết

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Trong 5 năm qua, trình độ Khoa học kỹ thuật của Thế giới đã phát triển với tốc độ rất nhanh và tác động đến hầu hết các lĩnh vực đời sống, kinh tế, chính trị,

xã hội, văn hóa Các nước lớn như Mỹ, Nga, Đức, Trung Quốc luôn là những quốc gia đi đầu trong việc phát triển và ứng dụng các thành tựu của KHKT nhằm mục đích phát triển kinh tế đất nước đồng thời gia tăng sự ảnh hưởng của mình đối với các quốc gia khác Thực tế cho thấy, các quốc gia phát triển đều có cách tiếp

cận, phương pháp nghiên cứu cũng như cách thức nhận diện và đưa ra giải pháp rất hợp lý đối với vấn đề này

Thực hiện phương châm đi tắt đón đầu, Đảng và Nhà nước ta luôn khuyến khích việc áp dụng triệt để các thành tựu KHKT nổi bật trong công cuộc xây dựng, phát triển và bảo vệ đất nước Với trữ lượng khoáng sản hiện tại của Việt Nam, việc áp dụng những thành tựu của KHKT trong ngành khai khoáng một cách hợp

lý là thực sự cần thiết

3 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu:

- Làm rõ bản chất của sự bùng nổ KH-KT trong 5 năm vừa qua

- Đánh giá tình hình ứng dụng những thành tựu KH-KT của Việt Nam trên một số phương diện liên quan đến khai khoáng

- Phân tích làm rõ những tác động, ảnh hưởng của sự bùng nổ KH-KT tới ngành khai khoáng

- Dự báo xu hướng phát triển KH-KT cũng như tác động ảnh hướng đến khai khoáng Việt Nam trong những năm tiếp theo

- Đề xuất, kiến nghị những chiến lược, chính sách phù hợp với tình hình mới

4 Nội dung nghiên cứu:

Sự bùng nổ khoa học kỹ thuật trong 5 năm vừa qua, những tác động ảnh

hưởng đến ngành khai khoáng Việt Nam Dự báo và kiến nghị

5 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp luận của Chủ nghĩa Mac-Lênin và tư tưởng Hồ Chí Minh

- Tổng hợp, phân tích

- Thống kê so sánh

- Tổng kết thực tiễn

- Trao đổi, toạ đàm và lấy ý kiến chuyên gia

- Hội thảo khoa học

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

Đối với việc xây dựng đường lối, pháp luật, chính sách: Góp phần tham

mưu cho lãnh đạo Đảng, Nhà nước, lãnh đạo Ngành Khai khoáng để nghiên cứu

đề ra các chủ trương, đường lối và giải pháp để nâng cao hiệu quả khai khoáng

cũng như giải quyết tốt những vấn đề đặt ra đối với các tác động ảnh hưởng của bùng nổ KHKT đến môi trường trong lĩnh vực khai khoáng

Đối với phát triển kinh tế - xã hội: Các giải pháp mà chuyên đề đưa ra

nhằm nâng cao hiệu quả, tính an toàn của công tác khai khoáng; đồng thời ngăn ngừa, kiềm chế và làm giảm ảnh hưởng tiêu cực do các tác động của bùng nổ KHKT đến môi trường, nhằm giữ vững ổn định kinh tế - chính trị - xã hội, góp phần tạo đà cho nền kinh tế phát triển bền vững

Đối với nơi ứng dụng kết quả nghiên cứu: Cung cấp thông tin, tài liệu, kiến

thức về các vấn đề liên quan đến các tác động tích cực của bùng nổ KHKT đến ngành khai khoángViệt Nam, và những tác động tiêu cực ảnh hưởng đến môi trường; từ đó nâng cao nhận thức của cán bộ công nhân viên Ngành Khai khoáng

để nghiên cứu, tính toán các hình thức, biện pháp tổ chức công tác nhằm góp phần nâng cao tối đa hiệu quả, tính an toàn trong công tác khai thác khoáng sản đồng thời đề ra các phương án đối phó, giảm thiểu các tác động ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường Việt Nam hậu khai khoáng, góp phần thực hiện yêu cầu, nhiệm vụ xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Đối với phát triển lĩnh vực khoa học có liên quan: Góp phần phát triển

khoa học - kỹ thuật khai khoáng, đáp ứng nhu cầu và thực tiễn công tác của Ngành Khai khoáng trước yêu cầu và nhiệm vụ mới của đất nước

Đối với công tác đào tạo cán bộ khoa học: Nâng cao năng lực, kỹ năng

nghiên cứu khoa học của cán bộ tham gia chuyên đề; đồng thời tạo ra những cơ sở, tiền đề quan trọng để cán bộ khoa học có đủ khả năng đảm nhận nghiên cứu những

chuyên đề khoa học cao hơn

7 Cấu trúc của luận văn:

Toàn bộ luận văn được cấu trúc gồm phần mở đầu, 5 chương, phần kết luận, phần tài liệu tham khảo và phần phụ lục

CHƯƠNG 1:

NHỮNG THÀNH TỰU NỔI BẬT CỦA KHKT TRONG 5 NĂM QUA

( TỪ 2006-2010) 1.1 Những thàng tựu nổi bật của KHKT:

Trong 5 năm qua, trình độ Khoa học kỹ thuật của Thế giới đã phát triển với tốc độ rất nhanh và tác động đến hầu hết các lĩnh vực đời sống, kinh tế, chính trị,

xã hội, văn hóa Các nước lớn như Mỹ, Nga, Đức, Trung Quốc luôn là những quốc gia đi đầu trong việc phát triển và ứng dụng các thành tựu của KHKT nhằm mục đích phát triển kinh tế đất nước đồng thời gia tăng sự ảnh hưởng của mình đối với các quốc gia khác Thực tế cho thấy, các quốc gia phát triển đều có cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu cũng như cách thức nhận diện và đưa ra giải pháp rất hợp lý đối với vấn đề này

Nhờ những thành tựu to lớn của KHKT, đặc biệt là công nghệ thông tin - truyền thông, công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu, công nghệ khai khoáng v.v , xã hội loài người đang trong quá trình chuyển từ nền văn minh công nghiệp sang thời đại thông tin, từ nền kinh tế dựa vào các nguồn lực tự nhiên sang nền kinh tế dựa vào tri thức, mở ra cơ hội mới cho các nước đang phát triển có thể rút ngắn quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá

Khoa học và công nghệ đang trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp, hàng đầu Sức mạnh của mỗi quốc gia tuỳ thuộc phần lớn vào năng lực KH&CN Lợi thế về nguồn tài nguyên thiên nhiên, giá lao động rẻ ngày càng trở nên ít quan trọng hơn Vai trò của nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn, có năng lực sáng tạo, ngày càng có ý nghĩa quyết định trong bối cảnh toàn cầu hoá kinh tế

Thời gian đưa kết quả nghiên cứu vào áp dụng và vòng đời công nghệ ngày càng rút ngắn Lợi thế cạnh tranh đang thuộc về các doanh nghiệp biết lợi dụng các công nghệ mới để tạo ra các sản phẩm và dịch vụ mới, đáp ứng nhu cầu đa dạng và luôn thay đổi của khách hàng Với tiềm lực hùng mạnh về tài chính và KH&CN, các công ty xuyên quốc gia, đa quốc gia đang nắm giữ và chi phối thị trường các công nghệ tiên tiến

Để thích ứng với bối cảnh trên, các nước phát triển đang điều chỉnh cơ cấu kinh tế theo hướng tăng nhanh các ngành công nghiệp và dịch vụ có hàm lượng

công nghệ cao, công nghệ thân môi trường; đẩy mạnh chuyển giao những công nghệ tiêu tốn nhiều nguyên liệu, năng lượng, gây ô nhiễm cho các nước đang phát triển Nhiều nước đang phát triển dành ưu tiên đào tạo nguồn nhân lực KH&CN trình độ cao, tăng mức đầu tư cho nghiên cứu và đổi mới công nghệ, nhất là một số hướng công nghệ cao chọn lọc; tăng cường cơ sở hạ tầng thông tin - truyền thông; nhằm tạo lợi thế cạnh tranh và thu hẹp khoảng cách phát triển Kết quả là trong 5 năm qua, thế giới đã đạt được một số thành tựu khoa học đáng kể

1.2 Tình hình ứng dụng KHKT của các nước phát triển:

1.2.1 Lĩnh vực viễn thông:

Những chuyển biến của nền kinh tế đã ảnh hưởng lớn tới việc đầu tư công nghệ mới của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên toàn cầu Các nhà cung cấp dịch vụ chỉ tập trung vào việc nâng cấp, mở rộng tiện ích các dịch vụ truyền thông hướng tới các thị trường tiềm năng ở các khu vực châu Á, Mỹ Latinh khi nền kinh

tế hồi phục Tuy nhiên, xu hướng hội nhập công nghệ viễn thông toàn cầu đã tạo

đà cho sự phát triển của hệ thống thông tin di động băng rộng thế hệ thứ 3 - 3G với khả năng truyền không dây dữ liệu thoại, phi thoại như gửi thư điện tử, hình ảnh, video và công nghệ thông tin di động thế hệ thứ 4 - 4G LTE (Long Term Evolution) cung cấp băng thông rộng tốc độ siêu nhanh Ngày 12/4/2010, Đức đã

tổ chức cuộc đấu giá giấy phép sử dụng băng tần 4G đầu tiên trên thế giới Ước tính, Đức sẽ thu về khoảng 50 tỷ euro (tương đương 67 tỷ USD) từ cuộc đấu giá này Hiện nay, 2 công ty viễn thông lớn nhất châu Âu là Vodafone và T-Mobile đang chạy đua trong cuộc đấu giá này với số tiền mỗi hãng sẽ phải chi ra từ 5-10

tỷ euro cho một giấy phép Công nghệ 4G (Long Term Evolution - LTE), được cho là sẽ tạo ra một cuộc cách mạng thực sự đối với ngành công nghiệp viễn thông

di động với ưu thế tốc độ truyền dữ liệu cực lớn, cho phép phủ sóng mạng Internet đến tất cả những vùng xa xôi, hẻo lánh hoặc địa hình khó khăn của các quốc gia Các chuyên gia viễn thông cũng dự báo, sự xuất hiện của công nghệ 4G sẽ đẩy các nhà mạng viễn thông và Internet cố định vào tình trạng khó khăn bởi khi đó cả điện thoại và máy tính đều có thể dùng 4G để thay thế các kết nối truyền thống bằng dây dẫn Các dịch vụ truyền hình và tiện ích di động đa phương tiện ứng

dụng công nghệ 4G đã được các nước như Mỹ, Châu Âu định hướng phát triển và

dự kiến sẽ trở thành tiêu điểm hội nhập công nghệ di động toàn cầu vào năm 2012

1.2.2 Lĩnh vực công nghệ thông tin:

Công nghệ thông tin đã và đang có những bước phát triển mới, tạo cơ sở cho

sự phát triển các lĩnh vực khác, cụ thể: (1) Kỹ thuật ảo hóa với mục tiêu tận dụng khả năng xử lý của hệ thống máy chủ; (2) Các kỹ thuật bảo mật được nâng cấp nhằm ngăn chặn các vụ lừa đảo trực tuyến, phát tán virus và đánh cắp dữ liệu; (3) Các mạng xã hội tiếp tục mở rộng nhằm hỗ trợ việc khai thác dữ liệu, quản lý vấn

đề tài chính, marketing, nhân lực; (4) Các kỹ thuật nâng cao khả năng chia sẻ hình ảnh, dữ liệu trên Internet

1.2.3 Lĩnh vực vũ trụ:

Mặc dù gặp nhiều khó khăn trong việc huy động nguồn vốn, nhưng hệ thống thông tin vệ tinh vẫn tiếp tục phát triển nhằm đáp ứng các dịch vụ truyền hình Direct – to – home (DTH), trao đổi dữ liệu băng rộng và các dịch vụ vệ tinh cố định (FSS); như tại các khu vực Bắc Mỹ, Tây Âu, Trung Đông, Bắc Phi, Nam Á

và Mỹ Latinh Trong lĩnh vực quân sự, cuộc chạy đua không gian đã trở thành động lực cho việc phát triển của ngành vũ trụ thế giới, khi các nước lớn như Mỹ, Israel, Nhật Bản, Nga, Trung Quốc… đang nghiên cứu, mở rộng hệ thống vệ tinh

để quan sát, do thám phục vụ ý đồ quân sự Đặc biệt là việc Nhật Bản thông qua kế hoạch sử dụng hệ thống vệ tinh của mình cho mục đích quân sự, tập trung ứng dụng công nghệ ra-đa hiện đại nhất nhằm quan sát các vị trí trên trái đất trong điều kiện mây, mưa và sương mù

1.2.4 Lĩnh vực năng lượng:

Trước sức ép của cộng đồng quốc tế với các công nghệ sản xuất điện sinh ra nhiều CO2 hơn và tình hình giá dầu ngày càng tăng, trong khi lượng dầu mỏ và khí đốt tập trung chủ yếu ở những nước bất ổn về chính trị, nhiều quốc gia trên thế giới đã khởi động lại các chương trình hạt nhân nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng điện đang thiếu hụt; như Pháp, Thụy Điển, Italia, Phần Lan, Anh, Mỹ, Ấn

Độ Đồng thời, tập trung hướng tới các nguồn năng lượng tái tạo để bổ sung cho các nguồn năng lượng truyền thống như hạt nhân, dầu mỏ, khí đốt Đến tháng 6/2009, đã có 43 quốc gia trên thế giới triển khai các chương trình phát triển năng

lượng tái tạo, đáng chú ý là một số quốc gia đã có bước phát triển vượt bậc trong lĩnh vực này như Đức, Mỹ, Trung Quốc

Ngành khai thác dầu khí cũng có những bước tiến vượt bậc trong việc nghiên cứu ra các phương pháp cũng như công nghệ nhằm tăng năng suất khai thác và đảm bảo tận thu tài nguyên dưới đây là một số ví dụ về khai thác dầu khí:

+ Khai thác dầu bằng phương pháp tự phun:

Sau khi kết thúc quá trình khoan, giếng được đưa vào khai thác Chuyển động của hỗn hợp chất lỏng trong giếng đòi hỏi phải có năng lượng để thắng được sức cản ma sát khi nâng hỗn hợp chất lỏng lên trên miệng giếng Hỗn hợp chất lỏng từ vỉa sản phẩm đến bể chứa dầu phải đi qua các khe rỗng mao dẫn của đá trong vỉa,

hệ thống ống khai thác tới bộ phận tách sản phẩm

Chất lỏng và khí chuyển động từ vỉa đến đáy giếng là nhờ chênh lệch áp suất giữa vỉa và đáy giếng Khi áp suất trên miệng giếng lớn hơn áp suất bão hòa thì giếng sẽ tự phun nhờ áp suất thủy tĩnh

Trong thực tế khai thác dầu rất ít gặp những giếng phun chỉ nhờ có năng lượng áp suất thủy tĩnh Phần lớn các giếng tự phun được là nhờ đồng thời năng lượng giãn nở của khí và áp lực của các chất lỏng khác

Khi khai thác dầu bằng phương pháp tự phun, trước khi gọi dòng phải thả vào giếng cột ống nâng (ống khai thác - OKT) có đường kính từ 25 đến 100 mm Khi

sử dụng OKT thì năng lượng vỉa tiêu hao hiệu quả hơn so với những giếng tự phun không có OKT Ngoài ra, sử dụng OKT còn làm giảm yếu tố khí và kéo dài thời gian tự phun của giếng

Trên miệng giếng được lắp đặt thiết bị chuyên dụng – cụm cây thông, dùng để:

Thiết bị cụm cây thông

- Treo và giữ cột OKT trên miệng giếng để dòng chất lỏng và khí theo cột OKT lên mặt đất;

- Hướng sản phẩm khai thác từ giếng vào các thiết bị đo và bình tách;

- Tạo đối áp trên miệng giếng (thay đổi chế độ làm việc của giếng, điều chỉnh quá trình khai thác dầu – giảm hoặc ngừng hoàn toàn);

- Đo áp suất trong khoảng không vành xuyến giữa cột OKT và cột ống chống khai thác, đồng thời để đo áp suất tại các ống xả; thực hiện các thao tác kỹ thuật khi gọi dòng, khảo sát và sửa chữa giếng

Khai thác dầu bằng phương pháp tự phun mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn

cả Thông thường trong thời kỳ đầu hoạt động của giếng tự phun năng lượng vỉa lớn hơn năng lượng cần thiết để nâng chất lỏng Theo thời gian, năng lượng vỉa giảm dần và giếng không thể tự phun được nữa, và nếu chỉ đến đó mà ngừng khai thác giếng thì trong lòng đất sẽ còn lại trên 80% trữ lượng dầu, vì thế cần phải chuyển sang khai thác bằng phương pháp cơ học

Trong khai thác khí thì phương pháp tự phun là chủ yếu

+ Khai thác dầu bằng khí nén (Gazlift)

Nguyên lý làm việc của phương pháp gazlift:

Sau khi giếng ngừng tự phun, giếng phải chuyển sang khai thác cơ học giếng theo phương pháp gazlift

Gazlift (airlift) là một hệ thống, gồm cột OKT và chất lỏng được dâng lên nhờ

có khí nén (không khí) Phương pháp khai thác gazlift dựa trên nguyên lý bơm nén khí cao áp vào khoảng không gian vành xuyến (hay ngược lại) vào trong OKT làm giảm mật độ cột chất lỏng trên van để cho năng lượng vỉa đủ thắng tổn hao năng lượng đưa dòng sản phẩm lên bề mặt Như vậy, về nguyên lý làm việc của gazlift tương tự như đối với giếng tự phun, tức là cả hai phương pháp khai thác hoạt động được là nhờ sự giãn nở của khí nén Tuy nhiên, phương pháp khai thác gazlift hoạt động được là nhờ khí nén từ các máy nén khí trên mặt hoặc từ một vỉa khí cao áp khác, biện pháp tàm thời – trước khi hoàn thành xây dựng trạm máy nén

Khi bơm khí nén cao áp vào khoảng không vành xuyến sẽ làm cho mực chất lỏng trong đó hạ xuống, còn chất lỏng trong OKT được nâng lên Khi mực chất lỏng hạ đến đầu cuối dưới, khí nén bắt đầu dịch chuyển vào trong OKT và trộn lẫn với chất lỏng, nhờ đó mật độ của hỗn hợp khí - lỏng nhỏ hơn mật độ chất lỏng từ trong vỉa chảy vào và hỗn hợp sẽ dâng cao trong OKT Lượng khí nén vào càng nhiều thì mật độ của hỗn hợp giảm và chiều cao nâng lên càng cao Khi khí được

cấp liên tục vào trong giếng thì hỗn hợp chất lưu sẽ dâng lên đến miệng và chảy vào hệ thống thu gom, và lượng chất lưu mới từ trong vỉa liên tục chảy vào giếng Sản lượng của giếng gazlift phụ thuộc vào lưu lượng và áp suất khí bơm vào, chiều sâu ngập của OKT trong chất lưu và đường kính của ống, độ nhớt của chất lỏng, vv…

Phương pháp khai thác giếng gazlift có những ưu điểm như:

- Khả năng khai thác lượng chất lưu lớn với tất cả đường kính cột ống khai thác và khai thác tăng cướng các giếng ngập nước mạnh;

- Khai thác giếng với yếu tố khí lớn, có nghĩa là sử dụng năng lượng khí vỉa;

- It ảnh hưởng của mặt cắt giếng đến hiệu quả làm việc của gaslift, điều đó có

ý nghĩa lớn đối với các giếng xiên-định hướng, đăc biệt trong các điều kiện khai thác các mỏ dầu ngoài biển và ở vùng xa;

- Không bị ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ cao trong giếng giếng, cũng như có nhiều tạp chất cơ học (cát) trong chất lưu đến sự làm việc của giếng;

- Kiểm soát linh hoạt và điều khiển tương đối đơn giản chế độ làm việc của giếng theo sản lượng;

- Việc bảo dưỡng và sửa chữa đơn giản và chu kỳ sửa chữa lớn tương đối dài khi sử dụng thiết bị hiện đại;

- Có thể sử dụng đồng thời khai thác riêng biệt; chống ăn mòn, lắng đọng muối và paraffin; việc nghiên cứu trong giếng đơn giản

Tuy vậy, phương pháp khai thác gazlift có một số nhược điểm:

a Đầu tư ban đầu lớn cho việc xây dựng các trạm nén khí;

b Hiệu suất của hệ thống gazlift tương đối thấp;

c Dễ tạo nhũ tương bền vững trong quá trình dòng sản phẩm đi

lên

Hình 1.1 Cấu tạo hệ thống cột ống Gazlift

Cấu tạo của hệ thống cột ống gazlift được phân loại theo:

- Hướng chuyển động của dòng khí nén và dòng sản phẩm, ta có: chế độ vành xuyến và chế độ trung tâm;

- Số lượng cột OKT thả vào giếng, ta có: một cột ống và hai cột ống

+ Giếng gazlift khai thác theo chế độ vành xuyến:

- Cấu trúc một cột OKT Cột ống thả vào giếng chính là cột OKT, còn cột ống chống khai thác sẽ là cột ống bơm ép (hình a) - khí nén được bơm ép vào khoảng không vành xuyến giữa cột OKT và cột ống chống khai thác Như vậy, khi giếng làm việc mực chất lỏng sẽ nằm ngay tại đáy ống

- Với cấu trúc hai cột OKT thả lồng vào nhau, khí nén được ép vào khoảng không vành xuyến giữa hai cột ống, còn hỗn hợp sản phẩm đi lên theo ống nằm bên trong Như vậy, cột ống ngoài được gọi là cột ống bơm ép - cột ống thứ nhất, còn cột ống bên trong gọi là cột OKT - cột ống thứ hai (hình c) Cấu trúc hai cột ống còn có một dạng đặc biệt theo kiểu bậc thang (hình e), phần trên của cột ống bơm ép có đường kính lớn (lớn hơn đường kính ngoài của OKT), còn phần dưới có đường kính nhỏ hơn

Cấu trúc kiểu bậc thang có nhiều ưu điểm so với cấu trúc hai ống thông thường: rẻ hơn, trọng lượng nhỏ hơn do sử dụng ít kim loại hơn, bảo đảm đưa cát

từ đáy giếng lên miệng nhanh hơn

Tuy nhiên cấu trúc này có một số nhược điểm so với hai ống thông thường là không thể tăng độ ngập sâu của cột OKT

Ưu điểm của cấu trúc hai cột ống so với một cột ống là:

- Chế độ khai thác có áp suất làm việc dao động ít hơn; trong khi đó cấu trúc một cột ống có thể làm hỏng vùng cận đáy giếng và tạo nút cát tại đáy giếng;

- Cột chất lỏng trong khoảng không vành xuyến giữa cột ống thứ nhất và cột ống chống khai thác có tác dụng điều hòa chế độ làm việc của giếng

+ Giếng khai thác theo chế độ trung tâm:

Trong giếng khai thác theo chế độ trung tâm, khí nén được bơm ép vào cột OKT (cột ống trung tâm), còn dòng hỗn hợp sản phẩm khai thác theo khoảng không vành xuyến đi lên bề mặt đến hệ thống thu gom và xử lý (hình b)

Giếng gazlift làm việc theo chế độ trung tâm có ưu điểm nổi bật so với chế độ vành xuyến là giảm được áp suất khởi động, tận dụng triệt để kích thước của giếng Tuy nhiên, giếng khai thác gazlift theo sơ đồ này có một số nhược điểm: dễ làm hỏng cột ống chống khai thác và đầu nối giữa các cột OKT do mài mòn cơ học hay ăn mòn kim loại; parafin hoặc muối tích đọng trên thành ống làm hẹp đường kính cột ống chống khai thác

Vì vậy, trong thực tế thường sử dụng hệ thống khai thác theo chế độ vành xuyến

Trong khai thác dầu bằng gazlift, phụ thuộc vào chế độ nén khí cao áp vào giếng mà chia ra làm hai chế độ khai thác: chế độ khai thác bằng gazlift liên tục và chế độ khai thác bằng gazlift không liên tục (định kỳ)

+ Phương pháp khai thác gazlift liên tục: nhờ nén khí vào khoảng không

vành xuyến (khoảng không giữa cột ống chống khai thác và OKT) và hỗn hợp sản phẩm khai thác diễn ra liên tục theo cột OKT lên miệng giếng

Phương pháp khai thác gazlift liên tục được sử dung đối với các trường hợp:

- Giếng có lưu lượng khai thác lớn ;

- Giếng sản phẩm có chứa cát hay bị ngập nước;

- Giếng khai thác có tỉ suất khí cao, dù lưu lượng giếng có thể nhỏ;

- Điều kiện nhiệt độ cao

Ưu điểm của phương pháp gazlift liên tục:

- Năng lượng của khí nén và khí đồng hành được tận dụng tại miệng giếng để vận chuyển sản phẩm đi tiếp đến bộ phận thu gom và xử lý;

- Khí nén được bơm vào giếng và khai thác với lưu lượng tương đối ổn định, hạn chế được nhiều vấn đề phức tạp trong hệ thống gazlift;

- Chỉ cẩn sử dụng côn điều khiển để điều chỉnh lưu lượng khí nén

+ Phương pháp khai thác gaslift định kỳ:

Trong quá trình phát triển mỏ, áp suất vỉa giảm đáng kể so với ban đầu, hệ số sản phẩm giảm, độ ngậm nước tăng…làm cho việc khai thác gazlift theo chế độ liên tục không còn hiệu quả nữa, vì thế cần chuyển sang chế độ khai thác gaslift định kỳ Gazlift định kỳ sử dụng trong các giếng với lưu lượng đến 40 – 60 T/ngđ

hoặc với áp suất vỉa thấp Chiều cao nâng của chất lỏng trong gazlift phụ thuộc vào áp suất có thể đưa khí vào và chiều sâu chìm cột OKT dưới mực chất lỏng Phương pháp khai thác gaslift định kỳ có thể áp dụng đối với các trường hợp:

- Giếng có hệ số sản phẩm thấp;

- Giếng sâu và mực chất lỏng thấp;

- Giếng có lưu lượng khai thác nhỏ;

- Giếng có áp suất đáy thấp nhưng hệ số sản phẩm cao

Ưu điểm của phương pháp khai thác gazlift định kỳ:

- Hiệu quả kinh tế cao và linh hoạt (giá thành khai thác và giá thiết bị thấp hơn so với các phương pháp khác);

- Có thể thay đổi trên phạm vi rộng cả về lưu lượng lẫn độ sâu giêng Những hạn chế của phương pháp khai thác gazlift định kỳ

- Lưu lượng cực đại bị giới hạn;

- Không thích hợp với giếng sâu có cột OKT nhỏ;

- Áp suất vùng cận đáy giếng dao động mạnh dễ gây phá hủy đáy giếng

- Rất khó điều khiển trong hệ thống gazlift khép kín và nhỏ

Tóm lại, từ những điều nói trên, phương pháp khai thác gazlift, trước hết thuận tiện sử dụng trong những mỏ lớn khi giếng lưu lượng lớn và áp suất đáy cao sau thời kỳ tự phun

Cũng có thể sử dụng trong các giếng xiên-định hướng và các giếng có nhiều tạp chất cơ học trong sản phẩm, là các điều kiện để làm cơ sở cho việc khai thác hợp lý và xác định chu kỳ sửa chữa giếng

Có thể sử dụng khí cao cáp của các mỏ (hoặc giếng) khí vùng lân cận có trữ lượng lớn và áp suất cần thiết cung cấp cho khai thác gazlift mà không dùng máy nén khí

Khi tiến hành khi lựa chọn phương pháp khai thác, có thể xác định ưu tiên sử dụng gazlift tại các vùng khác nhau của đất nước có tính đến các điều kiện cụ thể vùng mỏ trên cơ sở phân tích các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuât

Ngoài ra, công nghệ Nano và triển vọng ứng dụng trong công nghiệp dầu khí Công nghệ nano – một lĩnh vực ưu tiên hàng đầu, nền tảng cho sự phát triển của

tất cả các ngành kinh tế có hàm lượng khoa học cao của xã hội sau công nghiệp Người ta cho rằng cho đến nay nhân loại đã trải qua hai cuộc cách mạng: Cuộc cách mạng đầu tiên – thuần thục gia súc và đã học được gieo hạt, và lần thứ hai là cuộc cách mạng công nghiệp Cuộc cách mạng thứ ba – công nghệ nano, bắt đầu thế thế kỷ 21 có quy mô lớn hơn hai cuộc cách mạng trước Cần biết rằng, kích thước của nó bằng một phần tỉ của mét, có nghĩa là chúng ta đã tiếp cận đến kích thước nguyên tử Thực ra, 100 năm trước đây chúng ta đã biết và đã nhìn thấy các nguyên tử riêng lẻ, nhưng ngày nay chúng ta không chỉ nhìn thấy, giám sát mà còn

có thể điều khiển chúng

1.2.5 Lĩnh vực khai khoáng:

Hai mươi năm trước, ngay cả những người giàu trí tưởng tượng nhất cũng không dám nghĩ đến việc khai khoáng ở độ sâu hơn 2.000 mét dưới mặt nước biển Nhưng với những thành tựu công nghệ hiện nay, đó là điều hoàn toàn khả thi Trên thực tế, ngành dầu khí đã thực hiện được những mũi khoan sâu 1.500 mét trên thềm lục địa Brazil và đang triển khai những mũi khoan sâu tới 2.500 mét trong vịnh Mexico Những thiết bị hiện đại dùng trong thăm dò và khai thác dầu khí sẽ

là tiền đề quan trọng để triển khai những dự án khai thác khoáng sản Bên cạnh đó,

sự hoàn thiện của hệ thống định vị vệ tinh cũng góp phần đơn giản hoá việc đánh dấu vị trí của các ống khói đen, ống khói trắng

Dự án toàn diện đầu tiên tìm kiếm tài nguyên khoáng sản dưới đáy biển do Nautilus, một công ty có trụ sở tại Canada chủ trì Nautilus đang thương lượng để giành được quyền khai thác thương mại một khu vực đáy biển rộng gần 60km2 nằm ở độ sâu 1.600m ngoài khơi Papua New Guinea Nếu điều kiện cho phép, dự

án sẽ bắt đầu hoạt động từ năm 2011 Kết quả khoan thăm dò cho thấy khu vực này có trữ lượng khoáng sản, đặc biệt là vàng và đồng rất lớn, ước tính có thể đạt tổng giá trị ít nhất 1 tỷ đôla theo thời giá hiện tại Một thực tế hấp dẫn khác là tỷ lệ đồng trong đá quặng ở đây đạt từ 8-10%, trong khi ở các mỏ trên mặt đất, con số này chỉ đạt trung bình 0,59% Như vậy, cứ mỗi tấn đồng thu được từ đáy biển, khối lượng vật chất mà nhà khai thác phải xử lý sẽ thấp hơn 40%

Đi đầu trong công tác khai thác đá chúng ta phải nhắc đến Công nghệ khai thác đá khối của Ấn Độ

Tại Udaipure có khoảng 2.500 Mỏ lớn, nhỏ khác nhau Phần lớn các Mỏ sản xuất đá khối có diện tích dưới 5ha, vì ở đất nước Ấn Độ việc phân chia diện tích

mỏ khai thác giống như bên Việt Nam chúng ta phân chia ruộng đất Do vậy, tùy vào quy mô mà họ áp dụng công nghệ khai thác cho phù hợp Trong đó tập trung hai dạng khai thác chính:

+ Thứ nhất - Nếu Mỏ lớn và tập trung như của RK: họ sẽ tiến hành bóc phủ tập trung trên diện rộng, sử dụng thiết bị khai thác như máy cắt dây kim cương, kích thủy lực , máy đào,… để tạo ra khối đá và dùng xúc lật để bốc lên xe vận tải + Thứ hai - Với các mỏ nhỏ hơn: sử dụng thiết bị cắt dây kim cương, kích thủy lực, máy đào,… dùng cẩu 3 chân Derrick cố định tại mỏ để bốc lên xe vận tải Nhìn chung Công nghệ khác thác này của Ấn Độ có 3 bước chính:

Bước 1: Phương án “cắt từ đỉnh núi” xuống, khảo sát, bóc phủ,… tìm các

vị trí phù hợp để mở vỉa khai thác Muốn vậy phải làm đường lên đỉnh để khai thác

Bước 2: Sử dụng khoan định hướng, luồn dây cắt và máy cắt để cắt

những khối lớn (chiều cao và rộng hàng chục mét dày khoảng 3m –xem hình 1 và 2) sau đó lật đổ các khối này xuống và dùng máy cắt công suất bé hơn để chia nhỏ các khối block cho vừa với kích cỡ của máy cưa ( 3mx2,5mx2m)

Bước 3: Sử dụng máy xúc lật hoặc cẩu 3 chân cố định để vận chuyển

khối đá thành phẩm lên xe tải chuyển về nhà máy xe đá

Chú ý quan trọng khi áp dụng cách khai thác này: Đó là mỗi khối đá cắt ra phải đúng thớ và phù hợp với nhau về hoa văn (matching), cho nên chúng ta cần thuê chuyên gia tư vấn cách khoan lỗ luồn dây theo hướng nào để có thể tối đa giá trị của khối đá

Bên cạnh đó công nghệ khai thác đá của Ấn Độ rất phát triển và tận dụng gần như triệt để nguồn tài nguyên này vì đã họ áp dụng cách khai thác có chi phí thấp

mà năng suất thu được rất cao Chúng ta hãy tưởng tượng mỗi Mỏ tại Ấn Độ bóc phủ ban đầu 1,5 – 2 triệu m3 mới tới đá, khai thác như đã miêu tả thì đá khối được vận chuyển về nhà máy cắt trên các cưa 80 lưỡi ( Gangsaw) sau đó bán tại thị trường giá giao động 120.000 – 500.000 đ/m2 nhưng các chủ mỏ vẫn có lãi lớn Điều này chứng tỏ giá thành sản xuất của “công nghệ khai thác đá kiểu Ấn Độ” là rất thấp Tuy nhiên trên thực tế, giá đá trắng của Việt Nam bán tại Ấn Độ cao hơn

từ 6 – 8 lần so với đã trắng Ân Độ Lý do là đá trắng Việt nam chủ yếu thuộc dòng Can xit ( 98% CaCO3), trong khi đá trắng của Ấn Độ thuộc dòng Đo lô mít ( hàm lương CaCO3 khoảng 60-67%, còn lại là tạp chất MgO, SiO2, ) Đá trắng Ấn Độ chỉ làm đá xẻ chứ không nghiền bột siêu mịn được vì hàm lượng tạp chất quá cao

Duới đây là một số hình ảnh về khai trường tại Ấn Độ khi áp dụng Công nghệ trên:

Hình 1.2 Sử dụng máy đào để lật khối đá lớn đã cắt xong

Hình 1.3 Sau khi lật xong khối đá thì sử dụng máy cắt dây cắt nhỏ các khối

đá

Hình 1.4 Những tầng cắt có thể từ 10-15m

Hình 1.5 Sử dụng cẩu 3 chân Derrick để bốc đá lên xe ô tô

Hình 1.6 Mỏ của RK marble tại Udaipure

* Ngoài ra chúng ta cũng biết đến một số công nghệ khai thác than mới, cho năng xuất cao và có thể khai thác được ở than nằm ở độ sâu lớn hơn 1000m, dưới đây là một ví dụ điển hình của một loại hình công nghệ đang được sử dụng là công nghệ UCG

Trữ lượng than trên toàn thế giới vô cùng dồi dào Nhưng nếu như không có các biện pháp làm than sạch hơn và rẻ hơn - có thể biến đổi than thành khí ga hoặc khí đốt hóa lỏng, than dường nhưng khó trở thành một nguồn thay thế nguồn dầu

và khí ga tự nhiên đang cạn dần Khai thác than là một công việc nguy hiểm Đốt than gây ô nhiễm Mặt khác, khối lượng lớn than ở quá sâu trong lòng đất hoặc có chất lượng quá thấp rất khó có thể khai thác một cách hợp lý

Hình 1.7 Bản đồ các địa điểm khai thác than bằng công nghệ UCG, bao gồm

cả những khuvực đã được lập kế hoạch khai thác và các khu vực thử nghiệm trước Các địa điểmđược đánh dấu là Centralia, Washington, Hoe Creek, Wyoming (Mỹ); Chinchilla,Australia; và Angren, Uzbekistan - nơi có một nhà máy khai thác UCG

đã hoạt độngđược 50 năm Các khu vực màu xám đánh dấu những khu vực có tiềm năng lưu trữ khí carbon địa chất

Ngày nay, chưa đầy 1/6 lượng than trên thế giới có thể sử dụng được một cách kinh tế Khai thác than bằng công nghệ khí hóa dưới lòng đất (UCG) - biến than thành chất khí trong lòng đất - về cơ bản có thể giúp khai thác thêm trữ lượng than thích hợp và biến than trở thành một loại nguyên liệu sạch và tiết kiệm

Trong thời kỳ đầu của UCG, công nghệ này không mấy được tin tưởng tại

Mỹ Cách thức khai thác này đã sản sinh ra một lượng khí đốt kém chất lượng kèm theo quá nhiều khí hydro Chính vì vậy, công nghệ này bị xem như một hiểm họa môi trường Nhưng giờ đây, các nước giàu trữ lượng than đang nghĩ đến việc thay thế lượng dầu nhập khẩu bằng các nguồn năng lượng an toàn ngay tại nước mình, sản xuất khí đốt từ hydro, và tìm kiếm các biện pháp để giảm thiểu hiệu ứng nhà kính Họ trở lại với UCG và khai thác những tiềm năng của công nghệ này

Tại Mỹ, than đá cung cấp khoảng 50% điện năng trên toàn quốc, bởi vì đây

là nguồn nhiên liệu rẻ nhất Than đá có thể được khí hóa hoặc hóa lỏng để sản xuất nhiên liệu cho ngành vận tải, khí ga tự nhiên, hoặc nguyên liệu để chế biến Việc

chuyển đổi từ than đá-thành-chất-khí và than đá thành-chất-lỏng sẽ trở nên phổ biến

Ứng dụng công nghệ UCG được cải tiến để khí hóa than đá ở dưới các tầng sâu, thưa thớt có thể cho phép khai thác trữ lượng than ngày càng lớn hơn Than đá

có thể được chuyển đổi thành chất khí với nhiều mục đích sử dụng khác nhau, và đặc biệt hạn chế quá trình giải phóng khí sulfur, nitrous oxides, thủy ngân "UCG

có thể giúp tăng trữ lượng than khai thác được tại Mỹ lên tới 300-400%" - Julio Friedmann, người đứng đầu Chương trình quản lý Carbon của công ty Livermore cho biết Một lợi ích khác của UCG là lượng khí hydro được dùng để sản xuất một nửa tổng sản lượng khí đốt

Với quá trình đốt cháy khí hydrocarbon, UCG sản sinh ra lượng carbon dioxide (CO2) Nhưng, tương ứng với các khu vực có khả năng triển khai công nghệ này là những địa điểm có có thể cô lập được một lượng vô cùng lớn khí CO2trong quá trình hình thành địa chất dưới lòng đất UCG cũng tăng khả năng lưu trữ các lượng khí CO2 trong các chính các vỉa than Lượng khí thoát ra cùng lúc đó có thể được hút ra khỏi lòng đất và những phụ phẩm sẽ được tách ra Khí CO2 sau đó

có thể được đưa lại xuống các lỗ trống lòng đất gần đó

Hình 1.8 Mô hình khai thác than theo công nghệ khí hóa dưới lòng đất.

Ưu thế của UCG:

UCG có nhiều ưu thế, cả về tài chính và môi trường, hơn hẳn so với các phương pháp khai thác than truyền thống hoặc khai thác bằng khí hóa thông thường (trên mặt đất)

* Lợi ích tài chính

Nguồn vốn và chi phí cho UCG thấp hơn so với phương pháp khai thác truyền thống, giảm chi phí xây dựng nhà máy - Không áp dụng công nghệ khí hóa trên mặt đất (nên không thải CO2 ra môi trường)

Các phụ phẩm được dẫn vào đường ống trực tiếp, giảm chi phí xây dựng hạ tầng như đường xá

Chi phí hoàn thổ thấp hơn do chất thải rắn được giữ lại trong lòng đất

Sản xuất các chất hóa học, như phân bón, ammonia (dùng trong tủ lạnh và làm chất nổ)

Tổng hợp nên các nhiên liệu lỏng với giá vào khoảng 20USD/ thùng

* Lợi ích đối với môi trường:

UCG có thể không cần tới nguồn nước bên ngoài để hoạt động

Hạn chế giải phóng khí thải ra môi trường, vì khí hóa trong UCG được thực hiện trong lòng đất, theo đó sẽ giảm thiểu chi phí quản lý môi trường

Tỷ lệ các hạt phát sinh chỉ bằng một nửa so với khai thác trên mặt đất, vì chúng được giữ lại trong lòng đất

Tránh được nhiều tác động lên bề mặt như bụi, tiếng ồn và cảnh quan

Ít nguy cơ ô nhiễm nguồn nước trên bề mặt

Hạn chế giải phóng khí mêtan - khí tại các vỉa than được thu lại trong quá trình khai thác, nên không bị lẫn vào không khí như trong các công nghệ khai thác thông thường

Khu vực khai thác không bị bẩn

Không phải đãi than tại khu vực khai thác

Phần lớn bề mặt ở khu vực khai thác ít có nguy cơ bỏ hoang

* Tuy nhiên công nghệ UCG cũng gây ô nhiễm nếu:

Một khu khai thác thử nghiệm sẽ đưa ra các dữ liệu quan trọng về các mô hình môi trường Mặc dù hầu hết các thử nghiệm UCG hồi thập kỷ 70 tại Hoe

Creek, Wyoming không gây để lại các ảnh hưởng đáng kể lên môi trường, nhưng tại khu thử nghiệm ở Carbon County, Wyoming (Mỹ) lại làm nguồn nước ngầm bị

ô nhiễm

Tại Hoe Creek, quá trình đốt nóng trong các hang động với áp suất cao hơn so với các vỉa đá phụ cận đẩy các chất gây ô nhiễm ra khỏi các hang động, đưa benzene, carcinogen (một loại chất gây ung thư) vào dòng nước ngầm Quá trình ô nhiễm tiêu tốn rất nhiều thời gian và tiền bạc để hoàn thổ tại các khu vực đã qua sử dụng

Hình 1.9 Mô hình nước ngầm được sử dụng để mô phỏng kịch bản giả thuyết các chất độc di chuyển trong lớp ngậm nước có bề mặt đồng nhất - bên trên vỉa than khai thác theo công nghệ khí hóa Mô hình kết hợp dòng chảy, sức nóng, khối lượng và mật độ để tính toán những thay đổi trong phân bổ về thời gian và không gian mà các chất độc sinh ra do quá trình khí hóa Trong trường hợp đơn giản này, sức nóng và các nguồn chất độc được mô hình hóa tại một điểm đốt, và các tỉ lệ lưu lượng nước ngầm được tối thiểu hóa để làm nổi bật hiệu ứng nổi trên chùm chất độc Các quá trình chất độc tích tụ với nhau qua thời gian đều được hiển thị

rõ, từ bên trái phía trên xuống bên phải phía dưới (màu tía là thấp nhất, đỏ-cam là cao nhất)

Kể từ các cuộc thí nghiệm phát hiện ra các vấn đề trên hồi thập kỷ 70, các nhà khoa học môi trường đã nghiên cứu rất nhiều về các hoạt động và các dạng hợp

chất gây ô nhiễm do UCG tạo nên, cũng như quá trình ô nhiễm và đánh giá hiểm họa đối với môi trường Một số biện pháp phải được tiến hành để giảm thiểu ô nhiễm Một là, cân đối các điều kiện để giảm thiểu các chất độc hại di chuyển từ các khu vực bị đốt với áp lực quá cao Một biện pháp khác là, khi định vị khu vực khai thác theo công nghệ khí hóa, phải chọn những nơi có địa chất tự nhiên bảo đảm cho việc cô lập khu vực bị đốt khỏi các vỉa đá phụ cận

Điều cốt yếu là phải cô lập khu vực khai thác khỏi các nguồn nước ngầm hiện

có hoặc sẽ hình thành sau đó và Đồng thời hiểu rõ UCG tác động như thế nào lên địa chất thủy văn trong vùng Trong dự án Chinchilla, yếu tố này đã đem lại hiệu quả đáng kể "Chinchilla là một ví dụ điển hình về cách thức xây dựng một khu khai thác và vận hành nhà máy UCG" - Friedman cho biết Tại đây, các chất độc

đã được giữ lại trong lòng đất, không thể bay ra khỏi các lỗ hổng

Nhóm của nhà hóa học, khoa học môi trường của Anh Elizabeth Burton đã thiết kế các mô hình chi tiết đầu tiên minh họa lưu lượng và sự di chuyển của chất độc trong quá trình vận hành UCG "Các tiêu chuẩn của mô hình thủy học được sử dụng cho việc đánh giá về môi trường không bao quát được tác động toàn diện của hoạt động UCG" - bà Burton nói UCG đòi hỏi sự mô phỏng hợp nhất để có thể nắm bắt được các quá trình địa hóa học, địa cơ học, địa thủy học phức tạp trong suốt quá trình đốt cháy

Một lo ngại nữa về mặt môi trường là khoảng không tạo nên từ quá trình khí hóa có thể khiến cho lớp đất trên bề mặt bị sụt, lún Sụt, lún là vấn đề rất đáng lo ngại nếu như quá trình khí hóa diễn ra ở một vỉa than nông, sát với mặt đất Hiện tượng này sẽ bớt lo ngại hơn nếu như các vỉa than nằm sâu trong lòng đất

Tiềm năng của UCG sau khi cải tiến đã được công nhận trên quy mô toàn cầu, nhưng tương lai "chín muồi" của công nghệ này vẫn phụ thuộc rất nhiều vào thành công của các thử nghiệm đang được tiến hành

Để thành công, phải có các công cụ phù hợp để ước định được tính bền vững của nền kinh tế một cách đúng đắn và các hệ quả đối với môi trường khi sử dụng UCG trong mọi giai đoạn, từ khi lên kế hoạch cho tới khi khai thác và hoàn thổ Hay một số công nghệ trong chế biến và khai thác Titan:

Công nghệ khai thác và chế biến thô :

Hiện tại công nghệ thiết bị khai thác, tách lọc khóang vật nặng và tuyển quặng tinh từ sa khoáng titan ở trong nước đã làm được Có thể sử dụng cho các đơn vị sản xuất Trong thành phần quặng tinh có Ilmenit, Rutil, Anataz, Zircon và một số loại khác

Công nghệ làm giàu quặng tinh quặng :

Ilmenit ( FeTiO3 ) trong quặng sa khoáng chứa 52-55 % TiO2, trong quặng tụ khoáng chứa 40 – 48 % TiO2 Nó là nguyên liệu chính để sản xuất chất màu TiO2

và Ti.Giá xuất khẩu FOB Úc 75-85 USD/tấn ilmenite 52-55 % TiO2 Rutil tự nhiên

và anataz trong quặng tinh cũng được dùng để sản xuất chất màu TiO2 Trong thành phần của ilmenit chứa nhiều sắt nên trước qui trình sản xuất chất màu TiO2người ta phải xử lý loại bớt sắt làm giàu quặng Hiện có nhiều qui trình làm giàu tinh quặng đang sử dụng trong ngành titan thế giới Ta qui về hai dạng sau:

 Phương pháp nung khử tạo ra xỉ titan chứa 75- 90% TiO2: Phương pháp này phát triển rất sớm Về cơ bản có hai qui trình : xử lý một bước và xử lý hai bước Qui trình một bước, có suất đầu tư thấp, sử dụng lò nhiệt quặng hở thông thường, tiêu tốn nhiều năng lượng 2700-3.200 kwđiện/tấn xỉ,tiêu tốn nguyên vật liệu cao, năng suất thấp, ô nhiễm môi trường cao Hiện nay nhiều nước đang cho thanh lý dây truyền thiết bị theo qui trình này Qui trình tiên tiến xử lý hai bước mới ra đời vài năm gần đây, do rất ít nhà công nghệ titan chuyên nghiệp nắm giữ Nó cho phép giảm suất tiêu hao điện xuống còn và thấp hơn 1500kw/tấn xỉ , đồng thời cho

ra sản phẩm chất lượng tốt ổn định hơn, suất tiêu tốn nguyên vật liệu thấp hơn, năng suất cao hơn, xử lý ô nhiễm môi trường triệt để Qui trình xử lý hai bước đang thay thế dần qui trình một bước Sản phẩm phụ của phương pháp nung xỉ là kim loại đồng hành ở dạng gang sử dụng tốt cho ngành luyện kim Giá loại gang này khoảng 100USD/tấn Phương pháp sản xuất xỉ gần như tận dụng hết các thành phần trong tinh quặng ilmenite Chất thải ra môi trường chủ yếu ở dạng khí Người

ta đã hoàn thiện công nghệ xử lý khí đạt đến tiêu chuẩn an toàn môi trường trước khi thải ra Giá xỉ 80- 90 % TiO2, FOB Úc khoảng 390-430 USD/tấn (theo USGS Mỹ) Phương pháp sản xuất xỉ có hiệu qủa tốt cho cả qui mô nhỏ, vừa và lớn Lượng chất thải độc hại môi trường ít hơn, công nghệ xử lý chất thải cũng đơn giản hơn so với phương pháp hoá học sản xuất SR nêu ở dưới Nhiều cường quốc

titan như Nga,Ucraina, Ấn độ, Trung quốc, Kazacstan, Canada vv…chủ yếu sử dung phương pháp xỉ Hiện nay xỉ titan chiếm 40% thị phần nguyên liệu ngành công nghiệp chất màu TiO2 thế giới

 Phương pháp hoá học sản xuất rutile tổng hợp (SR) chứa trên 90 % TiO2 : Phương pháp này kết hợp vừa xử lý nhiệt (nung) vừa dùng hoá chất (H2SO4, HCl, một số loại muối,vv…) Thành phần sắt trong ilmenite không tách thành gang như trong phương pháp sản xuất xỉ mà ở dạng oxít, hoặc clorua Phương pháp hóa học sinh ra khá nhiều chất độc hại trong qúa trình sản xuất và trong thành phần thải ra

Do vậy luôn yêu cầu rất nghiêm nhặt công nghệ xử lý chất thải để đảm bảo an toàn độc hại cho nhân viên trực tiếp sản xuất và chống ô nhiễm môi trường SR được dùng trong công nghiệp que hàn, pigment, titan kim loại Nước sản xuất SR nhiều nhất thế giới là Úc.Giá SR 95 % TiO2, FOB Úc khoảng 470 USD/tấn (theo USGS Mỹ).Phương pháp này thích hợp và phát huy hiệu qủa cao ở qui mô lớn Đó là lý

do vì sao rất hiếm nhà công nghệ chấp nhận làm nhà máy SR qui mô dưới 30.000t/năm SR chiếm khoảng 18-20 % thị phần nguyên liệu ngành công nghiệp chất màu TiO2 thế giới

Sau quy trình làm giàu quặng ilmenit ta thu được rutil nhân tạo hoặc xỉ titan Sản phẩm này dùng làm nguyên liệu cho ngành sản xuất chất màu TiO2, que hàn, titan bọt hoặc xuất khẩu sẽ tạo ra giá trị cao hơn nhiều so với xuất khẩu tinh quặng như hiện nay

Công nghệ sản xuất chất màu dioxyt titan :

Có hai qui trình công nghệ hiện đang dùng nhiều

trên thế giới để sản xuất pigment TiO 2

 Quy trình axít sunfuric ( Sulphate process )

Quy trình dùng axít sunfuric đậm đặc để hòa tách Quy trình này có lịch sử phát triển sớm nhất cách nay trên 80 năm.Ưu điểm của qui trình là nguyên liệu vào

có thể dùng ilmenit hoặc xỉ titan hàm lượng TiO2 thấp ( 75% ) là loại rẻ tiền Nhược điểm là lượng chất thải axít loãng và sunfua sắt khá lớn Khi dùng nguyên liệu đầu vào là tinh quặng ilmenite,chất thải sunfat sắt khoảng 3,5 – 4 tấn /1 tấn chất màu Còn axít loãng phải trung hòa bằng vôi để tạo thành thạch cao Khâu xử

lý chất thải khá phức tạp và tốn kém Chi phí sản xuất 1 tấn sản phẩm cao hơn qui trình clorua hoá 150-200 USD Các nhà máy đang sản xuất pigment theo công nghệ này hầu hết là nhà máy đã có từ trước Hiện nay người ta gần như không phát triển thêm nhà máy mới dùng quy trình sulphate Thành phẩm của quy trình này ở dạng anatas, thích hợp cho lĩnh vực mỹ phẩm, dược phẩn và thực phẩm

 Quy trình clorua hóa (Chloride process)

Quy trình này bắt đầu ứng dụng vào năm 1959.Trong quy trình clorua hoá nguyên liệu vào là xỉ titan 85- 90% TiO2, rutil nhân tạo và rutil tự nhiên Ưu điểm của phương pháp clorua hoá là :

– Lượng chất thải ít hơn so với phương pháp Sulphate Khoảng 0,2 tấn chất thải/1 tấn chất màu Khí clo được thu hồi dùng lại

– Sản phẩm trung gian là TiCl4 đã có thể bán để dùng cho ngành sản xuất titan bọt

– Thành phẩm ở dạng rutil sạch, khoảng kích thước hạt hẹp hơn, được sử dụng rất rộng rãi trong ngành sơn, giấy, plastic, vv… chiếm 80% thị trường pigment thế giới

Nhược điểm của phương pháp này là sản phẩm phụ là clorua sắt ít được sử dụng phải đem chôn sâu Do có nhiều ưu điểm hơn so với qui trình sulphate nên trên thế giới người ta chuyển sang dùng phương pháp clorua hoá nhiều hơn

Giá của chất màu TiO2 khoảng 2300-3000USD/tấn Hiện nay nhu cầu của VN khoảng 15.000 – 20.000 tấn /năm và phải nhập khẩu 100% Nhu cầu sẽ tăng nhanh trong thời gian tới VN chưa có nhà máy sản xuất chất màu TiO2, trong khi ta có nguyên liệu dư đủ để sản xuất

 Ngoài hai quy trình nêu trên, công ty Altair Mỹ còn nghiên cứu thành quy trình sản xuất chất màu TiO2 bằng axít clohidric đậm đặc Qui trình này có một số điểm tương đồng với qui trình sulphate Nguyên liệu vào là tinh quặng ilmenit Theo tài liệu công bố của hãng Altair thì công nghệ này có nhiều ưu điểm hơn so với hai công nghệ nêu trên.Các chuyên gia titan cho rằng vấn đề chất thải và xử lý chống ô nhiễm môi trường của quy trình này chắc chắn sẽ phức tạp Ngoài ra tính

ổn định của công nghệ cũng cần trải nghiệm qua thực tế quy mô công nghiệp mới

đánh giá được chính xác Hiện tại công nghệ mới thử nghiệm sản xuất trên quy mô pilot

Công nghệ sản xuất titan kim loại:

- Sản xuất tetraclorua titan TiCl4 : xỉ titan và SR là nguyên liệu chính để sản xuất TiCl4 bằng qui trình clo hoá ở nhiệt độ 800-1250 độ C với sự có mặt của cácbon Sản phẩm thu được ngoài thành phần chính là tetraclorua titan TiCl4 còn

có MgCl2, CaCl2, và một số clorite khác Người ta tiến hành tách rửa để thu được thành phẩm TiCl4

- Sản xuất titan bọt (titanium sponge): tetraclorua titan là nguyên liệu để sản xuất bọt titan bằng công nghệ nhiệt magnhê Giá bọt titan 5200 – 6500 USD/tấn

Có rất ít cường quốc sản xuất bọt titan trên thế giới, cụ thể như sau : Nga 26.000 t/n, Nhật 25.000t/n, Kazstan 22.000t/n, Mỹ 21.500t/n, TQ 7.000 t/n, Ucraina 6.000 t/n

Cơ giới hoá khâu chuẩn bị đất đá:

Ba khâu công nghệ cơ bản trong dây truyền sản xuất trên mỏ lộ thiên là chuẩn

bị đất đá, xúc bốc và vận tải Phương tiện kỹ thuật dùng cho các khâu này rất phong phú và đa dạng, bao gồm các thiết bị khoan, chất nổ và phương tiện nổ, các loại máy xúc và các thiét bị phụ trợ có chức năng tương tự, các phương tiện vận tải , các phương tiện thiết bị này ngày một hoàn thiện và phát triển, đặc biệt là vào nửa cuối thế kỷ XX

Để cơ giới hoá khâu chuẩn bị đất đá và quặng cho xúc bóc có thể dùng phương pháp cơ giới (dùng máy xúc điều khiển sụt lở tự nhiên, dùng máy xới, máy

ủi, máy nghiền đập - chất bốc), năng lượng chất nổ (máy khoan kết hợp với chất

nổ và phương tiện nổ), thuỷ lực (súng bắn nước, ống thẩm thấu), vật lý (âm điện, siêu âm), hoá học (chất trương nở),…

Về thiết bị khoan, có các loại máy khoan xoay, máy khoan đập xoay, máy khoan xoay cầu,… Trên các mỏ lộ thiên có đất đá cứng chủ yếu dùng hai loại máy khoan đập xoay và máy khoan xoay cầu

Đối với máy khoan đập xoay, trong những năm gần đây đã có 2 cải tiến quan trọng đó là thay thế đầu đập khí nén bằng đập thuỷ lực và đưa đầu đập xuống đáy

lỗ khoan Việc thay thế đầu đập khí nén bằng đầu đập thuỷ lực đã làm tăng áp lực

khoan từ 0,50,7 MPa lên 2530 MPa, nhờ đó tăng năng lượng một lần đập của pistông lên 5001000 J, tăng tần số đập lên 30005000 lần/phút Việc đưa đầu đập xuống đáy lỗ khoan (đối với khoan có đường kính khoan 89251 mm) là một tiến

bộ lớn trong công nghệ chế tạo máy khoan, làm tăng hiệu quả năng lượng đập của pistông lên gương lỗ khoan 1,31,6 lần, khắc phục hiện tượng chệch hướng lỗ khoan, giảm nguy cơ kẹt mũi khoan, tốc độ khoan của loại máy khoan này trong đất đá cứng có thể đạt tới 60 m/giờ

Hình 1.10 Máy khoan thuỷ lực ROC F7 của Hãng Atlas - Copco

Đối với máy khoan xoay cầu, nhiều hãng máy mỏ lớn hơn như Rand, Busirus-Erie, Tamrock, đã chế tạo được các máy khoan đường kính từ 160-380 mm, khoan sâu đến 55 m, có trang bị hệ thống tự động điều kiển chế độ khoan, hệ thống định vị toàn cầu GPS để xác định chính xác vị trí lỗ khoan Tốc

Ingersoll-độ khoan của máy DM- 45/LP có thể đạt tới 42 m/h trong đá granít Đường kính máy khoan cầu 120A cũng của hãng P&H lên tới 387 mm, chiều sâu khoan một cần là 9,8 m,

Các hãng chế tạo máy khoan của Nga như Buzuluxki, Voronhetxki, cũng đang cải tiến các loại máy khoan CÁỉ đã có theo hướng mở rộng đường kính lỗ khoan và nâng cao chiều sâu khoan Máy khoan xoay cầu - nhiệt CÁỉ-250 MHP đã được đưa vào sử dụng trên các mỏ sắt lộ thiên vùng KMA để khoan đất đá cứng

sâu tới 19 m mà không phải nối cần, phần nạp thuốc được mở rộng tới 400 mm bằng mũi khoan nhiệt kèm theo Theo ý kiến của các chuyên gia mỏ của Nga, thì tương lai phải chế tạo các máy khoan xoay cầu có đường kính tới 450mm hoặc lơn hơn và phải đạt được chiều sâu khoan 4560 mm

Về chất nổ, bên cạnh sự phát chế ANFO (1954) một loại chất nổ dễ chế tạo, nguyên liệu phong phú có, sức công phá tốt, an toàn trong sản xuất, bảo quản và sử dụng; giá rẻ (bằng 70% amônít) và đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường Năm 1960 các nhà khoa học đã phát chế thành công chất nổ ngậm nước (Watergel)

có tỷ trọng tới 1,251,26 và sức công phá 320330 cm3 để nổ trong môi trường ngậm nước Tuy nhiên loại chất nổ này có nhược điểm là đường kính tới hạn lớn (80 mm), tính ổn định hoá học kém và đắt tiền Để khắc phục các nhược điểm trên các nhà khoa học Mỹ đã nghiên cứu thành công chất nổ nhũ tương (Emusion Explosivex-1978) với những ưu điểm nổi bật: tỷ trong 1,251,30; sức công phá 330340 cm3; có khả năng chịu nước tới 72 giờ; không gây ô nhiễm môi trường;

có đường kính tới hạn nhỏ (32 mm), an toàn trong sản xuất, bảo quản và sử dụng, đặc biệt là từ khi chế tạo được các bong bóng thuỷ tinh (chất tăng nhậy nằm trong chất nổ nhũ tương) và giá rẻ hơn chất nổ ngậm nước Sự ra đời của chất nổ nhũ tương được đánh giá như một đột phá trong công nghiệp chế tạo chất nổ công nghiệp của thế kỷ XX

Hình 1.11 Xe nạp thuốc nổ nhũ tương đang chuẩn bị nạp mìn

Để khởi nổ các lượng thuốc, năm 1970 Công ty Nitro-Nobel (Thụy Điển) đã chế tạo và đưa ra thị trường hệ thống kích nổ vi sai phi điện thay thế cho các phương tiện nổ truyền thống Sự kiện này được coi là một phát minh quan trọng

nhất trong công nghệ nổ mìn của thế kỷ XX Sử dụng phương tiện nổ phi điện có

độ tin cậy và độ an toàn cao, cho phép thiết kế sơ đồ nổ vi sai linh hoạt với số lượng không hạn chế các lượng thuốc, không chịu tác động của dòng điện lạc và sóng điện từ, đấu phép mạng nổ đơn giản, cho phép nổ vi sai ngay trong nỗ khoan, hiệu quả phá vỡ đất đá cao, cỡ hạt đều, kích thước đống đá gọn, giảm hậu xung, giảm chi phí chất nổ

Hình 1.12 Minh họa một mạng nổ mìn phi điện

Bên cạnh phương tiện nổ phi điện, sự ra đời của kíp nổ điện tử cũng có giá trị lớn về khoa học, cho phép điều khiển vi sai tới từng nỗ mìn với mọi giãn cách thời gian bất kỳ (12 ms), giảm tới mức nhỏ nhất lượng thuốc phát nổ tại một thời điểm, giảm biên độ cực đại của chấn động so với khi điều khiển bằng kíp điện thường tới 77 % (kết quả đo tại công trình đường hầm Marin- Tây Ban Nha-7/2001)

áp lực của những đòi hỏi khắt khe về bảo vệ môi trường ở những năm cuối thế kỷ XX thúc đẩy các nhà khoa học đi tìm những giải pháp phá vỡ đất đá mà không cần tới nổ mìn Chất phá đá NPV-7B, Dexpan, hệ thống phá đá CardoxTube, phá đá bằng chất hoạt tính bề mặt, mở đầu cho công nghệ phá đá sạch ở nhiệt độ thấp, không gây chấn động lớn, không bụi, không có đá bay, không

xả khí độc vào môi trường Tuy nhiên các giải pháp phá đá này chưa thể thay thế cho phương pháp nổ mìn ở quy mô lớn Bên cạnh đó sự phát triển của công nghệ

chế tạo máy đã tạo tiền đề để tiếp tục hoàn thiện đầu đập thuỷ lực, máy xúc có răng gàu tích cực, máy liên hợp phay cắt đá

Ngày nay người ta đã chế tạo được những máy xới có trọng lượng 100132 tấn, công suất 6001100 Kw, có thể xới sâu 1,61,8 m trong đất đá có tốc độ truyền âm dưới 30003500 m/s (bảng 1.1) Các máy xới có công suất và trọng lượng trong phạm vi đó phải kể đến là D-10N, D-11N của hãng Caterpillar, D-275A, D375A, D-475A, D-575A của hãng Komatsu, TT-300P-1-0,1; T-500P-1; T-50-01 của Nga,… Tờ World Mining Equipment tháng 2/2000 thông báo rằng hãng Caterpillar vừa cho ra đời loại máy xới mới D-11R có trang bị hệ thống tự động điều khiển lưỡi gạt và bộ phận chuẩn đoán sự cố trong quá trình xới

Hình 1.13 Minh họa chiếc máy xới CAT D11N đang làm việc Bảng 1.1 Năng suất của các máy xới phụ thuộc vào Ve của đất đá, m3/năm

nghĩa lớn về mặt môi trường do không gây chấn động mặt đất, chấn động không khí, không có đá văng, không xả khí độc hại vào không khí

Chiếc búa thuỷ lực được ra đời đầu tiên năm 1967 do hãng Krupp-Berco Bautechnik của CHLB Đức chế tạo Sau 4 lần cải tiến năm 1985, 1995, 1998 và năm 2000, các búa thuỷ lực Eco và Marathonra đã được trang bị thêm các bộ phận chống rung, chống ồn và bảo vệ an toàn để trở thành các phương tiện phá đá có năng suất cao và điều khiển hiện đại Tới nay đã có nhiều hãng sản suất búa thuỷ lực để phá đá quá cỡ, cậy bẩy đá trong nguyên khối, trên mỏ lộ thiên như Atlas Copco, Stanley, Rammer, Indeco, Socomec, IR Motabert, Hitachi, Furukawa, lực đập của các loại búa lớn (HM-4000 của hãng Kurpp) có thể tới 65120 tấn Năng suất đập của búa HM-2600 là 180540 tấn/giờ và của HM-4000 là 230 680 tấn/h tuỳ theo độ cứng của đá Với năng suất trên búa thuỷ lực thực sự là một thiết

bị khai thác đá trực tiếp mà không cần khoan nổ mìn Búa thuỷ lực hiện đang sử dụng trên nhiều mỏ lộ thiên trên thế giới với tư cách là một thiết bị phá đá chủ yếu trong đồng bộ thiết bị sử dụng của mỏ

Hình 1.14 Cấu tạo của đầu đập thuỷ lực

Cơ giới hoá khâu xúc bóc đất đá:

Khâu xúc bóc và chất lên phương tiện vận tải có thể dùng máy xúc (máy xúc nhiều gàu, máy xúc một gàu, máy xúc tải, máy chất tải), máy khoan xoắn một gàu hoặc các thiết bị thuỷ lực (máy khuấy, máy bơm bùn, súng bắn nước, tàu cuốc)

Phần lớn các mỏ lộ thiên thế giới ngày nay đều sử dụng máy xúc dung tích gàu 1015 m3 (Bảng 1.2) và hơn đồng bộ với ôtô tải trọng 75120 tấn và hơn Ngay ở CHLB Nga theo số lượng 1991 thì tổng dung tích gầu dưới 10 m3 chỉ chiếm có 18%, còn lại 82% là dung tích gàu từ 10100 m3

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật của một số máy xúc tay gàu lớn Hãng, mã hiệu E, m3 Hdmax,m Rdmax,m Rxmax,m N, kW P, tấn

0

542

3 732,5

2

963

2 1066,8

P & H:

2 585,8

2100-BLE

4 494,4

XPA

1 946,6

0 1077,3

7 1768,5Marion-

Presser