Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống thông gió mỏ khu lộ trí công ty tnhh một thành viên than thống nhất vinacomin

Mục đích nghiên cứu Đánh giá được hiện trạng thông gió mỏ và trên cở sở đó đề xuất áp dụngcác biện pháp hoàn thiện hệ thống thông gió khu Lộ Trí – Công ty TNHH mộtthành viên than Thống N

Lêi cam ®oan

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªncøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trongluËn v¨n lµ trung thùc vµ ch­a tõng ®­îc ai c«ng

bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

T¸c gi¶ luËn v¨n

NguyÔn Anh §øc

1.2.5 Đặc điểm địa chất thủy văn- địa chất công trình 10

Chương 2 Phân tích đánh giá hiện trạng thông gió mỏ 18

2.1 Các tiêu chí sử dụng để phân tích đánh giá hiện trạng

2.3.1 Khảo sát các thông số của mạng gió 20

2.3.3 Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho các lò chợ 29

2.3.4 Phân tích đánh giá chất lượng thông gió cho các lò chợ 332.4 Đánh giá chất lượng thông gió cho các lò chuẩn bị 36

2.4.2 Tính toán lưu lượng gió yêu cầu cho các lò chuẩn bị 36

2.4.3 Phân tích, đánh giá chất lượng thông gió trong các lò

2.5 Phân tích đánh giá chất lượng các công trình thông gió 412.6 Chế độ làm việc của các quạt gió chính 442.7 Hệ thống tổ chức và quản lý kỹ thuật thông gió 47

3.1.1 Quan điểm về hoàn thiện hệ thống thông gió chung 50

3.2.1 Lựu chọn phương pháp thông gió và vị trí các trạm quạt 52

3.5 Tính diện tích các cửa sổ và hoàn thiện cửa gió 57

Chương 4 Đánh giá hiệu quả mạng gió sau khi điều

4.1 Tính toán điều chỉnh mạng gió bằng phần mềm 60

4.2 Kiểm tra sự hoạt động của quạt gió chính và tốc độ gió

4.2.1 Kiểm tra sự hoạt động của các quạt gió chính 62

danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

13 TËp ®oµn C«ng nghiÖp Than – Kho¸ng s¶n ViÖt Nam Vinacomin

Danh mục các bảng

6 Bảng 2.2 Lưu lượng gió yêu cầu của các lò chợ 31

7 Bảng 2.3 So sánh kết quả tính toán mô phỏng lưu lượng gió

qua lò chợ với kết quả đo đạc khảo sát thực tế 32

8 Bảng 2.4 Đánh giá chỉ tiêu lưu lượng và tốc độ gió qua các

9 Bảng 2.5 Kết quả khảo sát điều kiện vi khí hậu lò chợ 34

10 Bảng 2.6 Kết quả khảo sát chế độ khí lò chợ 35

11 Bảng 2.7 Các thông số cơ bản của các quạt cục bộ 36

12 Bảng 2.8 Lưu lượng gió yêu cầu của các lò chuẩn bị 39

13 Bảng 2.9 Kết quả khảo sát chế độ thông gió và chế độ vi

khí hậu tại một số gương lò chuẩn bị 40

14 Bảng 2.10 Đánh giá lưu lượng và vận tốc gió ở các gương lò

15 Bảng 2.11 Kết quả khảo sát các công trình thông gió 42

16 Bảng 2.12 Đặc tính kỹ thuật của quạt gió chính 45

18 Bảng 3.2 Lưu lượng gió yêu cầu cho khu vực Lộ Trí 54

19 Bảng 3.3 Chi tiết cửa gió, cửa sổ gió và tường chắn 56

20 Bảng 3.4 Tính toán điều tiết các công trình thông gió 58

21 Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu mạng gió sau khi điều tiết 62

22 Bảng 4.2 Các thông số của các trạm quạt sau khi điều tiết 63

Danh mục các hình vẽ

1 Hình 2.1 Trạm quạt 2K56N024 tại mặt bằng +52 20

2 Hình 2.2 Trạm quạt BD II-6 N017 tại mặt bằng +104 20

3 Hình 2.3 Kết quả mô phỏng mạng gió hiện trạng khu Lộ Trí

10 Hình 4.1 Sơ đồ mạng gió sau khi điều tiết 61

11 Hình 4.2 Điểm công tác của quạt gió 2K56N024 sau điều

12 Hình 4.3 Điểm công tác của quạt gió BD II-6 N017 sau điều

13 Hình 4.4 Mô phỏng sự cố cháy khi chưa xây tường chắn 67

14 Hình 4.5 Mô phỏng sự cố cháy sau khi xây tường chắn 69

16 Hình 4.7 Mô phỏng sự cố cháy sau khi xây thêm tường chắn

Mở đầu

Thông gió cho các mỏ hầm lò nói chung và các mỏ than hầm lò nói riêng

có tầm quan trọng đặc biệt Ngoài việc cung cấp đủ lượng không khí sạch cầnthiết cho con người làm việc, làm giảm nhiệt độ, làm giảm hàm lượng bụi, cảithiện điều kiện vi khí hậu Thông gió trong mỏ hầm lò còn có tác dụng hoàloãng và đưa ra khỏi hầm lò khí mê tan cũng như các chất khí độc khác thoát

ra trong quá trình khai thác, đảm bảo ngăn ngừa tích cực các vụ cháy, nổ khímêtan và bụi than Quan tâm đến công tác thông gió là góp phần đảm bảo sảnxuất an toàn và hiệu quả

Trong quá trình sản xuất, các thông số cơ bản của mạng gió như sứccản, áp suất luôn biến động Càng khai thác xuống sâu, quy mô sản xuấtcàng tăng thì lưu lượng, áp suất thông gió cũng tăng theo để đáp ứng nhu cầucủa sản xuất

Gần đây vào ca II ngày 04/3/2011 tại lò dọc vỉa lớp 2 mức -35 phân vỉa6b Khu Lộ Trí - Công ty than Thống Nhất đã xảy ra cháy tại tuyến băng tải đặtdọc đường lò sau đó cháy lan vào than Sự cố này không chỉ gây ảnh hưởng

đến kế hoạch sản xuất của Công ty, Tập đoàn mà còn có thể dẫn đến nguy cơmất an toàn đối với con người, thiết bị và cả hoạt động của mỏ

Việc đánh giá lại hệ thống thông gió, thiết kế điều chỉnh lại mạng gió

mỏ đáp ứng yêu cầu về lưu lượng gió cho các hộ tiêu thụ là việc làm cần thiết

và mang tính định kỳ nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả công tác thông

gió mỏ Vì vậy việc “Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống thông gió mỏ khu Lộ Trí – Công ty TNHH một thành viên than Thống Nhất – Vinacomin” là một

vấn đề thực tiễn, góp phần vào việc đảm bảo cho công tác sản xuất được antoàn

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, khu Lộ Trí – Công ty TNHH MTV than Thống Nhất –Vinacomin đang khai thác ở nhiều mức khác nhau ở cả phần địa hình dương

và phần xuống sâu với chiều sâu khai thác từ mức +70 xuống -35 Mạng gió

có nhiều điểm giao cắt phức tạp, các công trình thông gió sau một thời gian sửdụng đã xuống cấp dẫn đến tình trạng rò gió nhiều, ảnh hưởng đến khả năngphân phối gió cho các lò chợ không đúng theo yêu cầu Do vậy, đề tài này thực

sự cấp thiết và có ý nghĩa quan trọng

2 Mục đích nghiên cứu

Đánh giá được hiện trạng thông gió mỏ và trên cở sở đó đề xuất áp dụngcác biện pháp hoàn thiện hệ thống thông gió khu Lộ Trí – Công ty TNHH mộtthành viên than Thống Nhất – Vinacomin

3 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm chung khu Lộ Trí – Công ty TNHH một thành viên thanThống Nhất- Vinacomin

- Khảo sát, đánh giá hiện trạng thông gió

- Nghiên cứu đề xuất các biện pháp hoàn thiện hệ thống thông gió củamỏ

- Đánh giá hiệu quả áp dụng một số giải pháp hoàn thiện hệ thống thônggió

4 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp đo đạc khảo sát, tổng hợp tài liệu

- Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp phân tích đánh giá

5 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

- ý nghĩa khoa học: Đánh giá hiện trạng hệ thống thông gió khu Lộ Công ty TNHH MTV than Thống Nhất- Vinacomin và đưa ra các giảipháp hoàn thiện hệ thống thông gió này

Trí ý nghĩa thực tiễn: Khảo sát, tính toán, thiết kế, điều chỉnh hệ thốngthông gió mỏ khu Lộ Trí – Công ty TNHH MTV than Thống Nhất –Vinacomin, đáp ứng kế hoạch sản suất của mỏ.

6 Cơ sở tài liệu và cấu trúc của luận văn

- QCVN 01:2011/BCT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong

khai thác than hầm lò.

- PGS.TS Trần Xuân Hà, TS Lê Văn Thao (1999), Cơ sở Thiết kế thông

gió mỏ dùng cho lớp cao học ngành khai thác mỏ, Trường Đại học Mỏ

Địa chất Hà Nội

- Các tài liệu về địa chất, công nghệ khai thác, chế độ thông gió khu LộTrí – Công ty TNHH MTV thanh Thống Nhất- Vinacomin

- Các tài liệu nghiên cứu tại Trung tâm An Toàn Mỏ, Viện Khoa họcCông nghệ Mỏ-Vinacomin

- Các tài liệu tham khảo tại Trung tâm Nghiên Cứu Thực Nghiệm KhaiThác Mỏ

- Một số số liệu từ Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam

- Các tài liệu, bài báo, tạp chí trong và ngoài nước

Báo cáo luận văn gồm: phần Mở đầu, 04 Chương và phần Kết luận và Kiếnnghị Luận văn được trình bày trong 80 trang đánh máy vi tính, 16 hình vẽ và

23 bảng được sắp xếp theo trình tự các chương

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Khai thác Hầm lò, Khoa Mỏ,Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy giáoPGS.TS Trần Xuân Hà

phòng Đào tạo Sau đại học, Bộ môn Khai thác Hầm lò, Khoa Mỏ, Trường ĐạiHọc Mỏ - Địa Chất Đặc biệt tôi nhận được sự góp ý, giúp đỡ tận tình của cácGiáo Sư, Tiến sỹ như PGS.TS Trần Văn Thanh, TS Đặng Vũ Chí, GS.TSKH.

Lê Như Hùng, PGS.TS Đặng Văn Cương, TS Nguyễn Anh Tuấn- ViệnTrưởng Viện KHCN Mỏ - Vinacomin, NCS Nhữ Việt Tuấn- Giám đốc Trungtâm An toàn Mỏ, ThS Phạm Chân Chính - Phó Giám đốc Trung tâm An toàn

Mỏ Ngoài ra tôi cũng nhận được sự đóng góp, giúp đỡ tận tình của các bạn

đồng nghiệp khác trong phòng Thông gió & An toàn Mỏ, Trung Tâm An toàn

Mỏ, Viện KHCN Mỏ-Vinacomin Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tớicác thầy hướng dẫn, tới các cơ quan và các nhà khoa học, tới các bạn đồngnghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Chương 1 Một số đặc điểm chung của khu lộ trí – công ty tnhh

mtv than thống nhất-vinacomin 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Khu Lộ Trí thuộc diện quản lý của Công ty than Thống Nhất nằm ở phíaBắc thị xã Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

Phía Bắc giáp khoáng sàng than Khe Chàm

Phía Đông giáp mỏ than Đèo Nai

Phía Nam giáp thành phố Cẩm Phả

Phía Tây giáp khoáng sàng Khe Sim

Khí hậu khu mỏ mang những nét đặc trưng của vùng nhiệt đới gió mùa.Mùa mưa thường từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4năm sau

Khu mỏ là một phần của dải chứa than Nam Cẩm Phả Về địa hình, vùng

mỏ mang nhiều đặc điểm rừng núi ven biển, độ cao các đỉnh núi trung bình200-300m Các dãy núi có phương kéo dài song song theo hướng á vĩ tuyến từKhe Sim đến Đông Quảng Lợi Toàn bộ diện tích phía Tây nam là một thunglũng được tạo thành do quá trình khai thác lộ thiên Địa hình trên mặt hầu như

bị khai thác, đổ thải…làm thảm thực vật rừng không còn, sườn núi khá dốc,

dễ bị sói lở trong mùa mưa

1.2 Đặc điểm địa chất mỏ

1.2.1 Kiến tạo

Khu Lộ Trí nằm trong giới hạn cánh Nam của nếp lõm Hòn Gai- CẩmPhả bị chia cắt với khối Trung Tâm bởi đứt gãy AA tạo thành dải chứa thanNam Cẩm Phả Trong dải này có chế độ trầm tích đặc biệt: Các vỉa than biếnthiên mạnh mẽ cả về chiều dầy, cấu tạo vỉa và đặc điểm đá vách, trụ cả theo

đường phương và hướng dốc Trong giới hạn khu Lộ Trí tồn tại 3 nếp uốn khu

vực: Nếp lồi Đèo Nai, nếp lõm Đông Lộ Trí, nếp lồi Tây Lộ Trí và nhiều nếpuốn thứ cấp Trong diện tích tồn tại các đứt gẫy lớn: C-C, A1(phía bắc),anfa(phía đông), đứt gẫy L-L(phía tây nam), PP ở phía tây, MT ở phía tâynam Căn cứ vào cấu trúc, kiến tạo khu mỏ được chia thành 3 khối địa chấtchính: khối Trung tâm, khối Đông và Nam, khối Bắc.

Hệ thống nếp uốn và các hệ thống đứt gẫy gây xáo trộn thế nằm ban đầucủa các vỉa than, tạo nên cấu trúc khu mỏ rất phức tạp

1.2.2 Nếp uốn

ở khu Lộ Trí tồn tại 3 nếp lồi và 3 nếp lõm chính

- Nếp lồi trung tâm khu IVA: Trục nếp uốn chạy theo phương á vĩ tuyến

mặt trục gần thẳng đứng, hai cánh thoải 5o á20o

- Nếp lồi trung tâm: Nếp lồi này khá phức tạp, do các đứt gẫy theo các

phương cắt qua làm cho nếp uốn bị phức tạp hoá Mặt trục tương đối dốc hơinghiêng về Đông Nam, hai cánh của nếp lồi không đồng đều Cánh nam dốc

và phức tạp hơn cánh bắc

- Nếp lồi Đèo Nai: Nếp lồi có trục theo hướng á kinh tuyến, cánh Tây

của nếp lồi bị đứt gẫy anfa cắt qua

- Nếp lõm Tây anfa: Là nếp lõm có trục chạy dọc theo đứt gẫy anfa,

cánh Tây thoải, cánh Đông dốc Theo kết quả quan sát thì cánh đông của nếplõm này có chỗ dốc đứng, mặt trục nghiêng về Đông

- Nếp lõm Nam đứt gãy C-C: Là nếp lõm kéo theo của đứt gẫy C-C, mặt

trục cắm về phía Nam, đông nam Đối với chùm vỉa dày, hai cánh của nếp lõmnày tương đối thoải, độ dốc của cánh Nam dao động trong khoảng 10o á15o,cánh bắc 20o á25o

- Nếp lõm +18: Là nếp lõm nằm ở phía đông nam khu IVA, trục nếp

lõm chạy theo phương á vĩ tuyến Mặt trục hơi nghiêng về phía bắc, hai cánhcủa nếp lõm thoải, độ dốc của cánh Nam dao động trong khoảng 15o á20o

1.2.3 Đứt gãy

Trong khu mỏ gồm có 6 đứt gãy khu vực và nhiều đứt gãy nhỏ

- Đứt gãy khu vực: gồm có 3 đứt gãy nghịch và 3 đứt gãy thuận Các đứtgãy nghịch là đứt gãy C-C chạy theo hướng ĐB-TN với phương vị 55o á60o ,

đứt gãy L-L chạy theo phương ĐN-TB với phương vị 130o á150o, đứt gãy Achạy theo hướng ĐB-TN với phương vị 55o á60o và 3 đứt gãy thuận là đứtgãy a có phương á kinh tuyến hơi lệch về phía Tây bắc phương vị 340o

á350o , đứt gãy MT có phương chạy TB-ĐN, đứt gãy PP có phương chạy theohướng TB- ĐN và kết thúc tại đứt gãy CC Các đứt gãy khu vực có cự ly dịchchuyển hai cánh lớn, đất đá bị vò nhàu dữ dội, có đới huỷ hoại rộng, biên độdịch chuyển rộng từ 30m á 55m

1.2.4 Đặc điểm cấu tạo của các vỉa than

1.2.4.1 Cấu tạo của các vỉa than

Khai trường khu Lộ Trí gồm 29 phân vỉa than có giá trị công nghiệp,phân bố trên diện tích hẹp khoảng 3,1 km2 Các vỉa than cấu tạo tương đốiphức tạp, chiều dày vỉa từ rất mỏng đến dày, góc dốc từ thoải đến dốc đứng.Theo cột địa tầng thứ tự các vỉa từ trên xuống là 6h, 6e, 6d, 6c, 6b, 6a, 5d, 5c,5b, 5a, 4d, 4c, 4b, 4a, 3h, 3e, 3d, 3c, 3b, 3a, 2d, 2c, 2b, 2a, 1c, 1b, 1a

1.2.4.2 Chất lượng than

Các chỉ tiêu đặc tính hoá kỹ thuật của các vỉa than, như: Độ ẩm, độ tro,chất bốc, nhiệt lượng gần tương tự nhau Các vỉa than ở đây đều thuộc loạithan có nhiệt lượng cao, chất bốc và lưu huỳnh thấp.

1.2.4.3 Đặc điểm chiều dày, góc dốc của các vỉa than

Đặc điểm cấu tạo các vỉa than có giá trị công nghiệp tham gia tính trữlượng xem bảng 1.1

Bảng 1.1 Đặc điểm cấu tạo các vỉa than

Tên

phân

vỉa

Chiều dày, m Nhỏ nhất-lớn nhất

Trung bình Nhóm chiều dầy Độ ổn định

1.2.4.4 Đặc điểm đá vách, đá trụ của các vỉa than

- Loại nham thạch hạt thô gồm sạn kết, cuội kết, cát kết, loại hạt mịn làbột kết, sét kết nằm xen kẽ nhau theo đặc điểm trầm tích nhịp

- Sạn kết, cuội kết: Là loại đá chiếm tỷ lệ tương đối lớn Thành phần chủyếu gồm các mảnh vụn thạch anh có độ mài tròn, kích thước hạt từ 2,5á5mm.Cấu tạo dạng khối, rắn chắc, nứt nẻ nhiều

- Cát kết : Chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các loại đất đá có mặt tại khu mỏ

Đá có mầu xám tro đến xám sáng, độ hạt từ mịn đến thô, chiều dầy thay đổi từvài mét đến vài chục mét có chỗ lên tới 40-50m

- Bột kết: Là loại đá chiếm tỷ lệ đáng kể trong khu mỏ, thuộc loại đá hạtmịn, chiều dày các lớp biến động từ 0,3m đến 50m

- Sét kết: Là loại đá được phân bố chủ yếu ở vách trụ các vỉa than Sét kết

có mầu xám đen, phân lớp mỏng, lớp thường có chiều dày từ 5-10cm, có chỗlớn hơn 20m

1.2.4.5 Trữ lượng than địa chất

Theo báo cáo thăm dò tỷ mỷ khoáng sàng khu Lộ Trí (trữ lượng tính đến31tháng 3 năm 2005) tổng số 29 vỉa than, tính từ lộ vỉa đến -350 có tổng trữlượng là: 85.410.590 tấn

Trong đó cấp (A+B): 7.471.381 tấn; C1: 33.943.531 tấn; C2: 43.995.678tấn

1.2.5 Đặc điểm địa chất thủy văn- địa chất công trình

1.2.5.1 Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Nước dưới đất tàng trữ trong các phụ tầng sau:

- Phụ tầng chứa nước trong đất đá còn nguyên vẹn: Diện phân bố chủyếu ở phía Bắc và Đông bắc của khu mỏ Nguồn cung cấp cho phụ tầng nàychủ yếu là nước mưa, được thẩm thấu từ bề mặt qua các khe nứt và thấmxuống sâu với thời gian hàng chục triệu năm Động thái nước cũng biến đổitheo mùa: mùa mưa tăng, mùa khô giảm Độ chứa nước của địa tầng nàykhông lớn.

- Nước dưới đất tàng trữ trong địa tầng trầm tích chứa than: Đá và thantrong phụ tầng này bị phá huỷ, mất đi trong các phân tầng đã khai thác bằngcác hệ thống lò Nước tàng trữ trong phụ tầng này tại phần Trung tâm vỉa dàyII: phần Tây bắc vỉa đã khai thác ở phân tầng +60 á +110, phần trung tâm làmức +13 á +52 và +80 á lộ vỉa Tại phía nam và đông nam của vỉa dày II, mức+37 á lộ vỉa Mức độ tàng trữ nước trong phụ tầng này lớn nhưng không theoquy luật mà phụ thuộc vào hệ thống lò đã và đang khai thác than Lưu lượngnước chảy ra phụ thuộc theo mùa: mùa mưa lượng nước tăng, mùa khô lượngnước giảm, nguồn cung cấp nước cho phụ tầng này do nước mưa là cơ bản

- Nước chứa trong các đới huỷ hoại của đứt gãy: Mức tàng trữ nướckhông lớn Nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước mưa, nước ở vùng đã khaithác và một phần nước trong các tầng đá chứa nước

1.2.5.2 Đặc điểm địa chất công trình

Địa tầng chứa than có giá trị công nghiệp khu Lộ Trí là phụ hệ tầnggiữa (T3n-rhg2) Cột địa tầng có chiều dày từ 700m đến 1000m bao gồm các

đá chủ yếu như: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than

a- Sạn kết, cuội kết: Là loại đất đá chiếm tỷ lệ tương đối lớn Cấu tạodạng khối, rắn chắc nứt nẻ nhiều, cường độ cơ lí như sau: g = 2,64 g/cm3 ; D

=2,76 g/cm3, dn = 380,12 kG/cm2

b- Cát kết: Chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các loại đất đá có mặt tại khu mỏ.Chiều dày thay đổi từ vài mét đến vài chục mét, có chỗ lên tới 40 m hoặc50 m

Các chỉ tiêu cơ lý như sau: g = 2,64 g/cm3; D =2,70 g/cm3 , dn =380,20kG/cm2.

c- Bột kết: Chiếm tỷ lệ đáng kể trong khu mỏ, chiều dày các lớp biến

động từ 0,3m đến 50m Các chỉ tiêu cơ lý như sau: g = 2,60 g/cm3 ; D =2,66g/cm3, dn = 822,42 kG/cm2

d- Sét kết: Là loại đá được phân bố ít hơn so với các loại đá nửa cứng cómặt trong mỏ và được phân bố chủ yếu ở vách trụ các vỉa than, lớp có chiềudày từ 5-10 cm, có chỗ lớn hơn 20m Các chỉ tiêu cơ lý như sau: g = 2,64g/cm3 ; D =2,58 g/cm3 , dn = 290,95 kG/cm2

1.3 Công tác mở vỉa và chuẩn bị khai trường

- Phần lò giếng tầng +13 á-35: Được khai thông bằng 3 giếng nghiêng.Giếng nghiêng chính vận tải số 1 mức +41 á-35: Được đào với độ dốc16o vận tải bằng băng tải; giếng nghiêng phụ mức +41 á-35: Được đào với độdốc 25o vận tải bằng trục tải và giếng nghiêng vận tải số 2 mức +41 á-35:

Được đào với độ dốc 9o30 vận tải bằng băng tải Từ mức -35 các giếng tiếnhành đào hệ thống sân ga hầm trạm , lò xuyên vỉa mức -35, lò dọc vỉa vận tảitrong đá mức -35 nối thông các giếng và vào khu khai thác các phân vỉa 5,6

khu Đông Nam và phân vỉa 6b khu Trung Tâm, tạo ra diện khai thác lò chợ cộtdài theo phương, khấu dật.

được cơ giới chủ yếu bằng các tổ hợp thiết bị đào lò như sau:

Đối với gương lò bằng trong đá tổ hợp thiết bị đào lò gồm: 2 á 4 máykhoan khí nén có đặc tính kỹ thuật tương đương loại có mã hiệu SXPL 241Khoặc YT-27, 2 búa chèn MO -6P hoặc G10, 1 máy xúc 1PPH-5, 1 -:- 2 quạtgió cục bộ YBT-62-2 hoặc DBKJ-6.3, máy nổ mìn quay tay MFD hoặcKBP1/100M

Đối với gương lò bằng trong than tổ hợp thiết bị đào lò gồm: 2 máy khoan

điện cầm tay loại 19M hoặc ZM-12, 1 máy xúc 1PHƂ -2, 1á2 quạt gió cục

bộ YBT-62-2 hoặc DBKJ-6.3, 1 máy nổ mìn quay tay MFD hoặcKBP1/100M

Đối với các gương lò chuẩn bị như lò song song, lò dọc vỉa phân tầng thiết bị đào lò chỉ gồm: máy khoan điện cầm tay có đặc tính kỹ thuật tương

đương ZM-12, máng cào SKAT-80, quạt gió cục bộ CBM-6M hoặc YBT-52.2,YBT-62.2; DBKJ-6.3, máy nổ mìn quay tay MFD hoặc KBP1/100M

Hiện tại tại thời điểm thực hiện công tác khảo sát, mỏ đang đào đồngthời các lò chuẩn bị được mô tả ở bảng 1.2:

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương, hạ trần thu hồi than nóc, khấuthan bằng khoan nổ mìn, lò chợ chống bằng cột thủy lực đơn xà hộp, phá hỏatoàn phần.

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương, hạ trần thu hồi than nóc, khấuthan bằng khoan nổ mìn, lò chợ chống bằng giá khung thủy lực loạizh1600/16/24Z, phá hỏa toàn phần

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương, hạ trần thu hồi than nóc, khấuthan bằng khoan nổ mìn, lò chợ chống bằng giá khung thủy lực loạiGK1600/1.6/2.4HT, phá hỏa toàn phần

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương, hạ trần thu hồi than nóc, khấuthan bằng khoan nổ mìn, lò chợ chống bằng giá khung thủy lực loại liên kếtbằng xích ZH1800/16/24ZL, phá hỏa toàn phần

C¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt cña c«ng nghÖ khai th¸c ®­îc m« t¶ ë b¶ng 1.3.

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ khai thác

ST

Các hệ thống khai thác Cột

TLĐ

Giá

TLDĐ

Giá khung

10 Nhân lực hoàn thành một chu kỳ Người 102 160 114

23 á25

Hiện tại tại thời điểm thực hiện công tác khảo sát, Khu vực Lộ Trí đangkhai thác đồng thời các lò chợ được mô tả ở bảng 1.4:

Bảng 1.4 Tình hình hoạt động của các lò chợ

Mức khai thác

Sản lượng trung bình (T/ngày đêm)

Vật liệu chống Khu Lộ Trí

Căn cứ vào Quyết định số 1144/QĐ-BCT ngày 10/3/2011 của Bộ Công

Thương “V/v xếp loại khí mỏ theo khí Mêtan năm 2011” khu vực Lộ Trí của

Công ty được xếp vào mỏ loại I theo khí Mê tan

Hiện nay, để phục vụ sản xuất cho khu vực Lộ Trí sử dụng 02 trạm quạtgió chính, tại mặt bằng +52 sử dụng quạt gió chính mã hiệu 2K56No24 và mặtbằng +104 sử dụng quạt BD II-6 No 17 hoạt động ở chế độ thông gió hút liênhợp.

- Công nghệ đào lò bằng khoan nổ mìn chống giữ bằng vì sắt hình vòm,

bê tông thép, vì gỗ, một số đường lò sử dụng vì neo

- Năm 2011 khu vực hầm lò Lộ Trí của Công ty than Thống Nhất đượcxếp loại I theo khí mêtan

CHƯƠNG 2 PHÂN TíCH ĐáNH GIá HIệN TRạNG THÔNG GIó Mỏ

2.1 Các tiêu chí sử dụng để phân tích đánh giá hiện trạng thông gió mỏ

Các tiêu chí được sử dụng để phân tích đánh giá hiện trạng thông gióbao gồm:

1 Hệ thống thông gió mỏ: Được phản ánh thông qua các nội dung:

- Sơ đồ mạng gió

- Phương pháp thông gió và vị trí đặt quạt

2 Chất lượng thông gió lò chợ: Được thể hiện thông qua các thông số:

- Tốc độ và lưu lượng gió

- Điều kiện vi khí hậu và chế độ khí

3 Chất lượng thông gió lò chuẩn bị: Được thể hiện thông qua các thông

số:

- Phương pháp và thiết bị thông gió, tốc độ và lưu lượng gió ở vị trí làmviệc

- Điều kiện vi khí hậu và chế độ khí

4 Chất lượng các công trình thông gió: Được phản ánh thông qua các

thông số:

- Kết cấu các công trình thông gió

- Rò gió qua các công trình thông gió

5 Chế độ làm việc của các quạt gió chính

6 Hệ thống tổ chức và quản lý kỹ thuật thông gió

2.2 Phân tích đánh giá hệ thống thông gió chung của mỏ

Với các tiêu chí trên, phương pháp đánh giá được sử dụng là: Từ cácbản đồ thông gió và các tài liệu, các đợt khảo sát tình hình thông gió thực tếphân tích để đánh giá định tính hệ thống thông gió

Dựa vào các bản đồ thông gió, kế hoạch thông gió, bản đồ cập nhật

đường lò hiện có, tác giả đã xây dựng được sơ đồ mạng gió thể hiện trên hình

vẽ hai chiều Các điểm giao cắt gió (nút) được đánh số theo chữ số Arập Các

đường lò được đặt tên theo tên điểm nút ở hai đầu Vì mạng gió khu Lộ Tríkhá phức tạp, trong khi xây dựng mạng gió, tác giả đã chọn giải pháp bỏ quacác điểm nút không có sự thay đổi lớn về lưu lượng gió hoặc chỉ có sự thay đổilưu lượng gió cục bộ, không làm ảnh hưởng tới sự phân phối gió trong toànmạng

Toàn bộ khu sân ga mức - 35 được đơn giản hóa thành các nhánh gió đi

ra hai cánh, vì toàn bộ lượng gió đi qua các đường lò thuộc sân ga đều đi ra haicánh, và việc phân phối gió cho các hộ tiêu thụ ở khu vực sân ga vẫn đang vậnhành tốt

2 Đánh giá về phương pháp thông gió và vị trí đặt quạt

Khu Lộ Trí thuộc loại I theo mức độ nguy hiểm về khí mêtan, tuy nhiênnhằm đảm bảo an toàn trong thông gió, cũng như đáp ứng cho nhu cầu thônggió khi khai thác xuống sâu nên mỏ áp dụng phương pháp thông gió hút có thể

được coi là hợp lý Hiện tại, để phục vụ sản xuất cho khu vực này sử dụng 02trạm quạt gió chính tại mặt bằng +52 sử dụng quạt gió chính mã hiệu2K56No24 thông gió phục vụ sản xuất các hộ tiêu thụ khu vực cánh Đông,khu Trung tâm, cánh Bắc và cánh Nam Mặt bằng +104 sử dụng quạt BD II-6

No 17 thông gió phục vụ sản xuất các hộ tiêu thụ khu vực cánh Tây

Việc bố trí trạm quạt như ở trên có thể coi là hợp lý, tuy nhiên cửa gióCG-05 ở lò vận chuyển +13 rất gần trạm quạt 2K56No24.

Từ những vấn đề đã trình bày ở trên có thể nhận thấy rằng:

- Mạng thông gió của khu Lộ Trí không quá phức tạp, tuy nhiên cần phải

điều tra, đánh giá đầy đủ tổng thể hiện trạng thông gió mỏ

- Khu vực Lộ Trí áp dụng sơ đồ thông gió sườn với 2 trạm quạt hút là phùhợp, tuy nhiên trạm quạt 2K56N024 tại mặt bằng +52 đặt gần các vận chuyểnmức +13 và việc quản lý đóng, mở cửa gió CG-05 ở lò vận chuyển +13 chưatốt nên dẫn đến tình trạng rò gió qua cửa gió này là khá lớn.

2.3 Đánh giá chất lượng thông gió lò chợ

Để đánh giá chất lượng thông gió cho các lò chợ (cũng như lò chuẩn bị),tác giả đã tiến hành đo đạc, khảo sát các thông số của mạng gió

2.3.1 Khảo sát các thông số của mạng gió

2.3.1.1 Khảo sát sức cản hệ thống đường lò

Khảo sát hệ thống đường lò là nội dung cơ bản nhất trong công tác khảosát hệ thống thông gió Khảo sát để xác định sức cản đường lò là nội dungquan trọng nhất trong công tác khảo sát hệ thống đường lò

Phương pháp khảo sát sức cản đường lò bằng thiết bị đo áp suất phù hợpvới hệ thống đường lò đang hoạt động, có tính thực tế và độ chính xác cao hơn

so với phương pháp truyền thống Tuy nhiên, phương pháp khảo sát bằng thiết

bị đo áp suất lại không sử dụng được trong trường hợp đường lò mới có trongthiết kế, chưa có trong thực tế

Trong giai đoạn hiện tại, đối tượng cần khảo sát là các đường lò đanghoạt động, đang tồn tại trong thực tế, lựa chọn phương pháp khảo sát bằngthiết bị đo áp suất để khảo sát toàn bộ hệ thống đường lò khu vực Lộ Trí củaCông ty than Thống Nhất

2.3.1.2 Nội dung, kết quả khảo sát và tính toán xác định sức cản đường lò

Các thiết bị và dụng cụ phục vụ khảo sát bao gồm:

- Máy đo áp suất tuyệt đối điện tử hiện số của Ba Lan loại Barolux

- Máy đo áp suất tuyệt đối dạng cơ học của Nhật Bản

- Máy đo gió điện tử hiện số TFP-1001 của Nhật Bản

- Máy đo gió cơ học VIRAMU của Nhật Bản.

- ẩm kế Assman - Psychrometer

- Đồng hồ bấm giây, thước dây

Thực tế việc đo đạc khảo sát được thực hiện như sau:

Đoàn khảo sát chia làm các nhóm, mỗi nhóm sử dụng 02 thiết bị đo ápsuất và các thiết bị đo tốc độ gió, độ ẩm không khí kèm theo Hệ thống đường

lò bao gồm các điểm giao cắt gió (điểm nút) và các nhánh được đánh số, sơ đồmạng gió được mô phỏng theo bản đồ thông gió thực tế Kết quả sức cản các

đoạn lò được trình bày tại bảng 2.1

Bảng 2.1 Kết quả khảo sát áp suất, lưu lượng gió và

(Pa)

T0 khô

T0

ướt

Độ cao

điểm 1

áp suất (Pa)

T0 khô

T0

ướt

Độ cao

điểm 2

Hạ

áp

L ưu lượng

Sức cản

Phần mềm thông gió Ventgraph là một phần mềm thông gió tiên tiến của

Ba Lan, có nhiều ưu điểm và phù hợp với điều kiện Việt Nam Phần mềm

Ventgraph có thể đưa giá trị sức cản đã tính sẵn, có thể tự động tính toán giá

trị sức cản từ các dữ liệu về thông số hình học của nhánh đường lò (chiều dài,

diện tích tiết diện, chu vi, kết cấu chống giữ ) hoặc cũng có thể tự động tính

toán giá trị sức cản từ các dữ liệu khảo sát hệ thống đường lò bằng thiết bị đo

áp suất (áp suất tại các điểm nút, áp suất khí quyển, lưu lượng gió đi qua các

nhánh .) Phần mềm Ventgraph cũng có chức năng mô phỏng sự phân bố

khói và các loại khí độc trong hệ thống đường lò một cách chi tiết về sự tập

trung, hàm lượng các loại khí tại các vị trí trong hệ thống đường lò (tính toán

giá trị cho mỗi 5m đường lò) Ngoài các giả định sự cố như cháy, nổ mỏ, bục,

phụt khí mê tan phần mềm còn có khả năng đặt các đầu đo khí giả định và

hiển thị biểu đồ đo khí của các đầu đo đó Có thể xác định hỗn hợp khí tại một

vị trí nào đó trong lò có nằm trong giới hạn nổ hay không nhờ chức năng hiển

thị tam giác nổ của khí mê tan tại vị trí đặt đầu đo khí ôxy và mê tan Một tính

năng quan trọng nữa của phần mềm này, đó là hiển thị giá trị thực của các loại

khí, vận tốc gió trong lò bằng cách kết nối với hệ thống quan trắc tập trung

trong mỏ Tính năng này tùy chọn theo yêu cầu

Trên mô hình mạng đã được lập trên máy tính, sử dụng phần mềm thônggió tính toán lưu lượng theo phân phối tự nhiên đã phù hợp với lưu lượng yêucầu hay chưa, từ đó lập các phương án điều tiết Để hoàn thiện mạng gió với

ưu điểm của phần mềm thông gió cho phép chúng ta có thể đưa ra rất nhiềuphương án hoàn thiện khác nhau như thay đổi sức cản cửa sổ tại các vị trí khácnhau trong mạng và thay đổi chế độ chạy quạt…Sau mỗi lần thay đổi phương

án hoàn thiện khác nhau như thay đổi sức cản cửa sổ tại các vị trí khác nhautrong mạng và thay đổi chế độ chạy quạt …ta lại cho phần mềm chạy phântích lại mạng, với một số lượng rất lớn các lần tính toán lặp đi lặp lại bằng rấtnhiều các phương án điều tiết đến khi phần mềm phân tích đưa ra kết quả cóthể chấp nhận với một sai số cho phép được đặt ra ngay từ đầu khi chạychương trình Từ đó ta có thể lựa chọn ra một số phương án hoàn thiện tốt nhấtcho mạng gió

Luận văn sử dụng phần mềm Ventgraph để tính toán phân phối gió tựnhiên qua các đường lò và chức năng mô phỏng giải pháp xử lý khu vực cháytại lò dọc vỉa lớp 2 mức -35 phân vỉa 6b khu Lộ Trí

Các điểm nút được đánh số trên sơ đồ tương ứng với các điểm giao cắt

được đánh trùng số trên bản đồ Hướng gió sạch, hướng gió thải, hướng dichuyển của các loại khí qua các đoạn đường lò được ký hiệu và mô tả chi tiếttrên sơ đồ mạng gió

Trên cơ sở dựa vào bản đồ thông gió, tính toán mô phỏng mạng gió khuvực Lộ Trí - Công ty than Thống Nhất trong giai đoạn hiện tại bằng phần mềmVentgraph được thể hiện trong hình 2.3

H×nh 2.3 KÕt qu¶ tÝnh to¸n m« pháng m¹ng giã hiÖn tr¹ng khu Lé TrÝ

trªn phÇn mÒm