Phân tích, đánh giá lựa chọn công nghệ khai thác bằng khoan nổ mìn đối với vỉa dốc mỏng có chiều dây từ 1 + 2m tại các vỉa 12 và vỉa 18 công ty than hồng thái

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CÁC VỈA THAN CÓ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT DỐC, MỎNG TẠI QUẢNG NINH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ CHO VỈA 12 CÔNG TY THAN HỒNG THÁI Nhìn chung, tại Việt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-o0o -

HOÀNG PHÚC LỘC

PH¢N TÝCH, §¸NH GI¸ Vµ LùA CHäN C¤NG NGHÖ KHAI TH¸C B»NG KHOAN Næ M×N §èI VíI VØA DèC MáNG Cã CHIÒU DÇY Tõ 1  2M T¹I C¸C VØA 12 Vµ

VØA 18 C¤NG TY THAN HåNG TH¸I

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013

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

-o0o -

HOÀNG PHÚC LỘC

PH¢N TÝCH, §¸NH GI¸ Vµ LùA CHäN C¤NG NGHÖ

KHAI TH¸C B»NG KHOAN Næ M×N §èI VíI VØA DèC

MáNG Cã CHIÒU DÇY Tõ 1  2M T¹I C¸C VØA 12 Vµ

VØA 18 C¤NG TY THAN HåNG TH¸I

Chuyên ngành: Khai thác mỏ

Mã số : 60.53.05

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN VĂN THANH

HÀ NỘI - 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, tài liệu trong luận văn là trung thực và kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà nội, ngày 08 tháng 04 năm 2013

Người cam kết

Hoàng Phúc Lộc

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Mục lục

Các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục bảng

Danh mục hình vẽ

Mở đầu 1

CHƯƠNG 1: TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT - MỎ .2

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG .2

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 4

1.3 ĐÁNH GIÁ TỔNG HỢP ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT - MỎ VỈA 12 VÀ VỈA 18 6

1.4 NHẬN XÉT 17

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CÁC VỈA THAN CÓ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT DỐC, MỎNG TẠI QUẢNG NINH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ CHO VỈA 12 CÔNG TY THAN HỒNG THÁI 18

2.1 KHU VỰC MẠO KHÊ - UÔNG BÍ 18

2.2 KHU VỰC HÒN GAI - CẨM PHẢ 37

2.3 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC TẠI MỨC +115  +190 VỈA 12 KHU TRÀNG KHÊ - CÔNG TY THAN HỒNG THÁI 52

2.4 NHẬN XÉT 60

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỰA CHỌN BẰNG KHOAN NỔ MÌN CHO VỈA 12 CÔNG TY TNHH MTV THAN HỒNG THÁI 3.1 LỰA CHỌN KHU VỰC THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ KHAI THÁC 64

3.2 TRANG THIẾT BỊ LÒ CHỢ .64

3.3 TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 67

3.3.1 Các thông số kỹ thuật lò chợ 67

3.3.2 Lựa chọn hộ chiếu chống giữ lò chợ 68

3.3.3 Hộ chiếu khoan nổ mìn .76

3.3.4 Tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuât lò chợ 77

3.3.5 So sánh công nghệ khai thác vỉa 12 và công nghệ áp dụng tại 1 số vỉa khác 88

3.3.6 Quy trình công nghệ khai thác 90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO .110

CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

SỐ TT

Ký hiệu (chữ viết tắt)

Ý nghĩa( chữ viết đầy đủ)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tổng hợp một số chỉ tiêu cơ lý của các loại đất đá .6

Bảng 1.2 Các thông số cơ lý của đá vách, đá trụ vỉa 12 8

Bảng 1.3 Trữ lượng địa chất khu vực 10

Bảng 1.4 Tổng hợp trữ lượng địa chất huy động, công nghiệp và tổn thất .12

Bảng 1.5 Tổng hợp điều kiện địa chất mỏ vỉa 18 .16

Bảng 2.1 Bảng chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cơ bản 26

Bảng 2.2 Đặc tính kỹ thuật của dàn chống 2ANSH 30

Bảng 2.3 Đặc tính kỹ thuật của máy khấu 1ANSH .31

Bảng 2.4 Biểu đồ tổ chức chu kỳ khấu gương .44

Bảng 2.5 Biểu đồ tổ chức bố trí nhân lực .45

Bảng 2.6 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất .46

Bảng 2.7 Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ theo thiết kế .49

Bảng 2.8 Bảng tổng hợp trữ lượng than theo tổ hợp chiều dày và góc dốc vỉa 61

Bảng 3.1 Bảng khối tích các đường lò khai thông lò chợ .64

Bảng 3.2 Bảng đặc tính kỹ thuật của cột TLĐ DZ -22 và xà kim loại HDJB 1200 66

Bảng 3.3 Đặc tính kỹ thuật máng cào .67

Bảng 3.4 Bảng tính toán số người cần thiết 83

Bảng 3.5 Biểu đồ tổ chức sản xuất .84

Bảng 3.6 Biểu đồ bố trí nhân lực .85

Bảng 3.7 Vật tư cấp 86

Bảng 3.8 Bảng chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật chủ yếu .87

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Bình đồ tính trữ lượng vỉa 12 khu Tràng Khê III .14

Hình 2.1 Vị trí lò chợ áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác chia bậc chân khay, điều khiển đá vách bằng phương pháp chèn lò toàn phần 19

Hình 2.2 Hộ chiếu chống thượng khởi điểm theo thiết kế .21

Hình 2.3 Hộ chiếu chống thượng khởi điểm thực tế 22

Hình 2.4 Cách thức thi công góc cua thượng khởi điểm theo thiết kế và theo thực tế .22

Hình 2.5 Hộ chiếu chống giữ lò chợ theo thiết kế .23

Hình 2.6 Hộ chiếu chống giữ lò chợ theo thực tế .23

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ dốc chia bậc chân khay kiểu Kakuchi của Nhật Bản .25

Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò chợ bậc thẳng 28

Hình 2.9 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc áp dụng cơ giới hóa bằng máy bào than kết hợp dàn chống tự hành 32

Hình 2.10: Sơ đồ công nghệ khai thác sử dụng dàn chống cứng 34

Hình 2.11 Sơ đồ gương khai thác bằng dàn chống cứng với  > 55 .34

Hình2.12 Sơ đồ gương khai thác bằng dàn chống cứng với  < 55 .35

Hình 2.13: Sơ đồ công nghệ khai thác sử dụng dàn chống mềm 37

Hình 2.14: Sơ đồ vị trí khu vực khai thác bằng dàn chống mềm tại vỉa 8 dốc - Tây Vàng Danh .37

Hình 2.15 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, chống gỗ, khấu gương bằng khoan nổ mìn, điều khiển đá vách bằng dải than lưu .48

Hình 2.16 Sơ đồ công nghệ khai thác buồng - lò thượng chéo áp dụng tại một số mỏ hầm lò tại Quảng Ninh .51

Hình 2.17 Sơ đồ công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng 52

Hình 2.18 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ chia bậc chân khay, chống giữ lò chợ bằng cột thủy lực đơn, điều khiển đá vách bằng

phá hỏa toàn phần 54

Hình 2.19 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ cắt chéo, chống giữ lò chợ bằng cột thủy lực đơn xà khớp, điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần 55

Hình 2.20 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ cắt chéo và chia bậc chân khay, chống giữ lò chợ bằng cột thủy lực đơn xà gỗ, điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần .57

Hình 2.21 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ chia bậc chân khay, chống giữ lò chợ bằng cột thủy lực đơn xà hộp, điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần .58

Hình 3.1 Sơ đồ khai thông lò chợ III -2-2 mức +115/+190 vỉa 12 .65

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí lỗ mìn và bảng chỉ tiêu KNM lò chợ 76

Hình 3.3 Trắc dọc lò chợ khi khấu thông luồng .84

Hình 3.4 Sơ đồ khấu chống thường kỳ bằng cột TLĐ xà hộp .84

Hình 3.5 Trình tự khấu chống cột TLĐ .84

Hình 3.6 Trình tự thu hồi cột TLĐ 84

Hình 3.7 Sơ đồ thông gió, vận tải, thoát nước, bố trí thiết bị lò chợ .84

Hình 3.8 Hộ chiếu lắp đặt cột TLĐ xà hộp trong lò chợ .91

Hình 3.9 Quy trình công nghệ khai thác lò chợ .93

Hình 3.10 Trình tự thu hồi cột TLĐ khi kết thúc diện khai thác .99

Hình 3.11 Xử lý trường hợp vì chống không vuông ke, khoảng cách giữa các vì chống không đảm bảo khoảng cách thiết kế, đầu xà tụt lại so với gương ……102

Hình 3.12 Trường hợp tụt nóc, lở gương .104

Hình 3.13 Trường hợp cột hỏng, pistong không dịch chuyển .106

Hình 3.14 Trường hợp trong 1 khu vực khấu vỉa biến đổi, vỉa mỏng cục bộ < 1,9 m 106

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, sản lượng than khai thác của Tập đoàn Công

nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) tăng trưởng với tốc độ nhanh

nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển của đất nước Trong khi đó, đối với điều kiện

vỉa dốc có chiều dày mỏng, nhiều mỏ chưa huy động phần tài nguyên này vào

khai thác hoặc có huy động nhưng hiệu quả khai thác không cao và đặc biệt chưa

lựa chọn được công nghệ khai thác phù hợp Trong điều kiện trữ lượng tài

nguyên đã chuẩn bị có hạn, phần tài nguyên mức sâu chưa được chuẩn bị kịp và

than là nguồn tài nguyên không tái tạo, cần thiết phải huy động trữ lượng các vỉa

dốc có chiều dày mỏng vào khai thác nhằm đáp ứng yêu cầu tăng sản lượng, hiệu

quả và giảm tổn thất than

Để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia (Năm 2015 thiếu 29 ÷ 34 triệu tấn;

năm 2020 thiếu 109 ÷ 114 triệu tấn; năm 2025 thiếu khoảng 228 triệu tấn), Tập

đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam đã đưa vào “ Quy hoạch phát triển nghành than

Việt Nam giai đoạn 2006 ÷ 2015 có xét đến triển vọng đến năm 2025”

Chính vì vậy tác giả chọn đề tài: “Phân tích, đánh giá và lựa chọn công nghệ

khai thác bằng khoan nổ mìn đối với vỉa dốc mỏng có chiều dầy từ 1÷ 2 m tại các vỉa

12 và vỉa 18 công ty than Hồng Thái” để nghiên cứu là vấn đề có tính cấp thiết rõ rệt

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu đánh giá điều kiện của các vỉa than dốc mỏng và lựa chọn

công nghệ khai thác cho các vỉa này

3.Nội dung nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật và công nghệ khai thác cho các vỉa có

điều kiện địa chất dốc mỏng

4 Các phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp số liệu

Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

Lựa chọn các giải pháp kỹ thuật và công nghệ khai thác cho các vỉa có dốc, mỏng

góp phần tăng sản lượng tận thu tối đa tài nguyên tại các mỏ than tại Quảng Ninh

6 Cấu trúc luận văn

Cấu trúc luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận kiến nghị, luận văn gồm

3 chương

CHƯƠNG 1 TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM

ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT - MỎ

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG

1.1.1 Vị trí địa lý

- Vỉa 12 mức +115  +190 - khu Tràng Khê III - Công ty TNHH MTV than Hồng Thái, thuộc khoáng sàng than Mạo Khê, thuộc địa bàn xã Hoàng Quế, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, nằm trong giới hạn toạ độ địa lý:

X = 33.700  34.900

Y = 359.000  359.400

Và được giới hạn bởi:

Phía Bắc giáp lò DV than +115 và lò song song chân mức +120

Phía Nam giáp lò + 200 và lò DV than mức +190

Phía Tây giáp với khu vực lò chợ đã khai thác (LC+115  90)

Phía đông giáp với lò DV than mức +120

- Vỉa 18 mức +70  +126 - khu Tràng Khê III - Công ty TNHH MTV than Hồng Thái nằm ở phía Đông mỏ than Mạo Khê, thuộc địa bàn xã Hoàng Quế, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, nằm trong giới hạn toạ

độ địa lý:

X = 34.100  34.300

Y = 360.600  361.000

Và được giới hạn bởi:

Phía Đông: giới hạn đứt gãy F15 Phía Tây: thượng thông gió số 4 mức +30  +126 Phía Nam: lò dọc vỉa vận tải mức +70

Phía Bắc: lò dọc vỉa thông gió mức +126

1.1.2 Địa hình, sông suối

Địa hình lộ vỉa 12 là địa hình đồi núi cao trung bình Thảm thực vật chủ yếu thuộc loại cây cỏ

Khu vực chỉ có khe cạn nhỏ Khi khai thác không bị ảnh hưởng của dòng nước khe cạn

Địa hình khu vực là vùng đồi núi, bị phân cách bởi các suối nhỏ, các suối này đều chảy xuống phía Nam và đổ vào sông Đá Bạch Nơi cao nhất (về phía Tây) ở mức cao +503 và +328 (về phía Đông) sau đó sẽ thấp dần về cả hai phía Bắc và Nam với mức cao +10  +25 Do địa hình dốc, khi có mưa rào nước mưa tập trung rất nhanh

1.1.3 Khí hậu

Khu Tràng Khê nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt, mùa khô và mùa mưa:

Mùa mưa thường từ tháng 5 đến tháng 10

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

Lượng mưa hàng năm thay đổi từ 1805  2229 mm

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 230C

1.1.4 Điều kiện kinh tế - xã hội

Dân cư trong vùng chủ yếu là dân tộc Kinh sống tập trung chủ yếu ven theo các đường giao thông Nghề nghiệp chủ yếu là khai thác mỏ, một số ít sản xuất nông, lâm nghiệp và dịch vụ Các cơ sở kinh tế công nghiệp trong vùng là các xí nghiệp khai thác than, nhà máy nhiệt điện Uông Bí, nhà máy sửa chữa ôtô, nhà máy cơ khí Mạo Khê, các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, v.v Đây là những điều kiện thuận lợi cho quá trình phát triển mỏ

Khu vực mỏ có đường ô tô nối liền với quốc lộ 18A, cảng Bến Cân và tuyến đường sắt chạy dọc phía Nam đến trung tâm Mỏ, thuận lợi cho việc đi lại, vận chuyển vật tư - thiết bị phục vụ khai thác và vận chuyển than đi tiêu thụ

Than từ khu Tràng Khê vận chuyển đến các nơi tiêu thụ bằng đường bộ qua quốc lộ 18A, bằng đường thủy qua cảng Bến Cân, bằng đường sắt qua ga Mạo Khê đến Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí

Nhìn chung hệ thống giao thông của khu mỏ rất thuận lợi cho việc khai thác và vận chuyển than

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT

1.2.1 Địa tầng

Địa tầng chứa than khu Tràng Khê II, III đã được nghiên cứu và xác định

có tuổi T3(n-r), chiều dày địa tầng khoảng 1500 m, trong đó chứa 12 vỉa than có giá trị công nghiệp (V3, V6, V8, V9, V9b, V10, V12, V16, V18, V22, V23, V24)

Địa tầng chứa than gồm hai tập vỉa:

Tập vỉa giữa: chiều dày địa tầng khoảng 1093 m, có 7 vỉa than có giá trị công nghiệp từ V3  V12 Khoảng cách địa tầng giữa các vỉa từ 60 130 m

Tập vỉa trên: chiều dày địa tầng khoảng 700 m, có 5 vỉa than có giá trị công nghiệp, đó là vỉa V16, V18, V22, V23, V24, khoảng cách địa tầng giữa các vỉa từ 20  80 m Trong đó, chỉ có 5 vỉa được huy động vào khai thác gồm V9b, V10, V12, V18, V24

1.2.2 Kiến tạo

Nếp uốn: khu mỏ có cấu trúc dạng nếp lồi về phía Tây, mặt trục của nếp lồi

đồng thời là đứt gãy FA Phạm vi phát triển của nếp lồi từ tuyến IX về phía Đông

Đứt gãy: Khu vực vỉa 18 khu Tràng Khê có hai đứt gãy F.129 và F.15:

Đứt gãy F.129 là đứt gãy thuận, đứt gãy có phương kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, hướng cắm về Đông Bắc, góc dốc khoảng 70  800, biên

độ dịch chuyển từ 25  95 m

Đứt gãy F.15 là ranh giới phía Đông của khu mỏ, là đứt gãy thuận cắt ngang địa tầng than theo phương Tây Bắc - Đông Nam, hướng cắm Đông Bắc với góc dốc 700 biên độ dịch chuyển khoảng 20 m

1.2.3 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất công trình

1.2.3.1 Đặc điểm điều kiện địa chất thủy văn

Đặc điểm nước mặt: Khu Tràng Khê II, III có suối Tràng Khê II cách khu

vực khai thác về phía Đông Nam từ 500  1000 m, quanh năm nước chảy với lưu lượng đo được như sau:

Qmax = 29,020 (m3/s)

Qmin = 1,58 (m3/s)

Đặc điểm nước ngầm: Đá chứa nước trong địa tầng chứa than gồm cuội

kết, cát kết, sạn kết và một phần bột kết bị phong hoá sét than, sét kết, bột kết có cấu tạo khối thuộc vách trực tiếp của vỉa than tạo thành các lớp cách nước ổn định Các thông số địa chất thủy văn chủ yếu như sau:

Độ cao mực nước tĩnh: Z+200 = 255 m; Z+115 = 245 m; Z+30 = 245 m

Hệ số thấm: Ktb = 0,05 m/ng.đ; Kmax = 0,103 m/ng.đ

Nước dưới đất có độ pH = 6  7, hàm lượng CO2 = 10  15 mg/l, hàm lượng sắt

từ 0,3  13 mg/l, nước thuộc loại axit yếu

1.2.3.2 Đặc điểm địa chất công trình

Tầng chứa than khu Tràng Khê bao gồm các loại sét kết than, sét kết, bột kết, cát kết, cát kết lẫn sạn kết Sự phân bố các loại đá dưới dạng thấu kính, các lớp với độ dày khác nhau Mỗi loại đá được đặc trưng bởi thành phần, kiến trúc

và độ bền khác nhau

Sét kết, sét kết than chiếm khoảng từ 10  29% chiều dày địa tầng Thành phần chủ yếu gồm sét, thạch anh, than và vật chất than Ngoài ra còn có muscôvít, thạch cao, xêdixit

Loại sét than có thành phần than chiếm từ 30  55%: Sét kết có cấu tạo phân lớp mỏng, xếp dạng vẩy dễ bong thành mảnh nhỏ mặt láng bóng Sét than kết hợp với các lớp than mỏng tạo thành vách giả

Bột kết chiếm khoảng 23  32% chiều dày địa tầng Thành phần hạt vụn tạo đá chủ yếu là hạt bụi thạch anh, sét sêvixit, muscôvit Bột kết cấu tạo lớp, phân lớp xen kẹp các chĩ than, kẽ nứt nhỏ và khép kín dễ sập lở Mặt lớp trơn, bóng láng dễ trượt khi thấm nước

Cát kết gồm từ loại hạt mịn đến hạt thô chiếm khoảng 40  55% chiều dày địa tầng Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh, muscôvit, tuôcmalin, ziêccôn, fenfat, hạt vụn chiếm 70  80% Thành phần xi măng chủ yếu là silic, thạch cao, cacbonat, sét kết kiến trúc kiểu cơ sở và lấp đầy, cấu tạo phân lớp dày

Các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất đá xem bảng 1.1

Tổng hợp một số chỉ tiêu cơ lý của các loại đất đá

Lực dính kết (KG/cm 2 )

Góc ma sát trong (độ)

Trọng lượng thể tích (T/m 3 )

Độ kiên

1.3 ĐÁNH GIÁ TỔNG HỢP ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT - MỎ VỈA 12 VÀ VỈA 18 1.3.1 Đặc điểm vỉa than và đá vách đá trụ

+ Vỉa 12

- Địa tầng chứa than Vỉa 12 có tuổi Trias phụ hệ tầng trên ( T3 n-r) Vỉa có chiều dày trung bình 2,59m, Vỉa duy trì ổn địng theo đường phương và theo hướng dốc, cấu tạo vỉa tương đối phức tạp, vỉa có từ 2  4 lớp kẹp, với chiều dày từ 0,20 đến 0,91m trung bình 0,55m Góc dốc vỉa thay đổi từ 32 đến 40 độ

- Chiều dày chung toàn vỉa nhỏ nhất 0,55m, lớn nhất 6,18m trung bình 2,59m Chiều dày nguyên than trung bình 1,82m

- Vỉa tính trữ lượng có chiều dày tổng quát nhỏ nhất 0,77m lớn nhất 3,28m trung bình 2,02m Chiều dày than sạch địa chất tính trữ lượng nhỏ nhất 0,77m lớn nhất 2,37m

trung bình 1,77m Vỉa không ổn định chiều dày vỉa giảm dần từ trên lộ vỉa xuống các mức dưới

+ Tại khu vực khai thác vỉa không có nhiều biến động lớn, Vỉa có chiều dày trung bình 1,8  2,4m góc dốc trung bình 320 đến 400 Một số chỉ tiêu kỹ thuật của than sạch:

- Độ tro (Akhh) = 28,77 %

- Độ ẩm phân tích (Wph ) = 3,61 %

- Chất bốc khối cháy Vch = 4,89 %

- Hàm lượng lưu huỳnh S = 0,62 %

- Nhiệt lượng Qch = 6169 Kcal/kg

- Thể trọng than nguyên khai địa chất  = 1,72 T/ m3

Vỉa 12 thuộc loại vỉa có cấu tạo tương đối đơn giản, đặc tính vỉa tương đối ổn định, chiều dầy trung bình vỉa than là 1,9m, có từ 13 lớp kẹp, góc dốc thay đổi từ 320 

400 trung bình 360 Các lớp đất đá ở vách, trụ vỉa than thường là sét kết, sét kẹp chỉ than, bột kết có chiều dày biến đổi theo đường phương và hướng dốc

Đặc điểm đá vách

+ Vách trực tiếp :

Phần vách trực tiếp là lớp sét kết màu xám đen phân lớp dày chiều dày từ 0,8m  1,2m (trung bình 1,00m), phía trên lớp sét kết là lớp sét than chiều dày từ 0,4 đến 0,6m (trung bình 0,5m), tiếp đến là lớp sét kết rắn màu xám đen, xám sáng dày từ 1,40m  1,60m (trung bình 1,50m), tại vị trí sự cố 3 lớp này có chiều dày khoảng 3,5m Các lớp sét kết, sét than, sét kết rắn màu xám đen, xám sáng thường sập đổ ngay sau khi dịch chuyển vì chống luồng phá hỏa

Phía trên sét kết rắn màu xám đen, xám sáng là lớp bột kết cứng phân lớp dày trung bình 3,50m, qua thực tế quá trình khai thác lớp này thường sập đổ với chu kỳ từ 10

 12m khi khấu tiến gương lò chợ

Căn cứ vào hướng dẫn áp dụng cột TLĐ trong các mỏ hầm lò và các điều kiện địa chất đã mô tả như trên thì đá đá vách trực tiếp của vỉa 12 khu Tràng Khê III thuộc loại không bền vững

+ Vách cơ bản: Vách cơ bản nằm trên vách trực tiếp là lớp cát kết có kết cấu

vững chắc (độ cứng f = 6  8) chiều dày thay đổi từ 8,0  15,0m, trung bình là 10,0m

Các thông số cơ lý của đá vách

Bảng 1.2

Đặc điểm đá trụ

+ Trụ vỉa: Trụ vỉa trực tiếp là lớp lớp sét kết phân bố đều có chiều dày thay đổi

từ 0,4  0,5m, độ cứng f = 2  4; tiếp theo là lớp bột kết mầu xám sáng có chiều dày thay đổi từ 3,0  7,0m, độ cứng f = 4  6; dưới lớp bột kết là lớp cát kết có chiều dày thay đổi

Tỷ trọng (g/cm3)

Vách trực tiếp: là lớp sét than, xen kẹp sét kết phân bố đều dày 3,0  4m, trung bình 3,2m, dễ sập đổ, thuộc loại không ổn định Tập trên là tập bột kết

Loại đất đá Cường độ kháng nén

(kg/cm2)

Dung trọng (g/cm3)

Tỷ trọng (g/cm3)

phân bố đều chiều dày từ 3  12m, trung bình 5m thuộc loại ổn định trung bình,

bột kết dày phân bố đều tạo thành trụ bền vững đồng nhất

1.3.2 Trữ lượng than của khu mỏ

Trữ lượng địa chất khu Tràng Khê II, III được tính toán dựa trên cơ sở

“Báo cáo trung gian thăm dò địa chất đến mức -150 khu Mạo Khê” do Xí nghiệp Địa chất 906-Công ty Địa chất và Khai thác khoáng sản lập năm 1994, báo cáo

“Xây dựng CSDL địa chất khoáng sàng than Mạo Khê” do Công ty IT&E lập năm 2003 và hiện trạng khai thác của mỏ Trữ lượng địa chất tính đến 30/11/2006 là 8.060,26 ngàn tấn, được phân theo mức cao, chiều dày, góc dốc và cấp trữ lượng

Trong đó trữ lượng địa chất huy động vào khai thác các V24, V18, V12, V10 và V9b là 7.553 ngàn tấn được chia theo khu, tầng như sau:

+ Trữ lượng khu Tràng Khê II: 4.001 ngàn tấn, chiếm 53%

+ Trữ lượng khu Tràng Khê III: 3.552 ngàn tấn, chiếm 47%

Trữ lượng công nghiệp

Trữ lượng công nghiệp được xác định trên cơ sở trữ lượng địa chất huy động trừ đi các tổn thất do để lại các trụ bảo vệ các công trình trên mặt mỏ, đường lò, tầng khai thác, những chỗ sát đứt gãy, do hệ thống khai thác, vận

tải Trữ lượng địa chất huy động và không huy động được tính toán cụ thể cho từng khu, tầng khai thác và được trình bày ở bảng 1.3 Trữ lượng công nghiệp và các loại tổn thất được trình bày ở bảng 1.4

Bảng tổng hợp trữ lượng địa chất huy động, công nghiệp và tổn thất

Bảng 1.4

Tổn thất (10 3 t) TLCN STT Vỉa - Lò chợ TLĐC huy

động(10 3 t) Trụ bảo

vệ

do HTKT

Tổng cộng (10

1.3.3 Trữ lượng vỉa 12 và vỉa 18

Giới hạn đánh giá là vỉa 12 khu Tràng Khê từ mức 12 mức +115  +190,

do Công ty TNHH MTV than Hồng Thái quản lý và khai thác

Khu vực nằm trong giới hạn toạ độ:

X = 33.700  34.900

Y = 359.000  359.400

Giới hạn đánh giá là vỉa 18 khu Tràng Khê từ mức +70  +126, do Công

ty TNHH MTV than Hồng Thái quản lý và khai thác

Khu vực nằm trong giới hạn toạ độ:

Y = 33.700  34.250

X = 359.500  361.000 Việc đánh giá tổng hợp các điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ được thực hiện theo từng khu vực vỉa đã được thiết kế quy hoạch trên bình đồ tính trữ lượng của vỉa 12 và vỉa 18 khu Tràng Khê Tài liệu sử dụng để đánh giá do Công ty Than Hồng Thái cung cấp gồm:

- Báo cáo trung gian thăm dò địa chất đến mức -150 khu Mạo Khê do Xí nghiệp Địa chất 906 thuộc Công ty Địa chất và khai thác khoáng sản lập năm

1994 Báo cáo đã được Bộ Năng Lượng phê duyệt ngày 18 tháng 11 năm 1994

- Báo cáo “Xây dựng cơ sở dữ liệu địa chất khoáng sàng than Mạo Khê do Công ty IT&E lập năm 2003 Trữ lượng tính đến ngày 31 tháng 12 năm 2001 Báo cáo đã được Tổng Công ty Than Việt Nam (nay là Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam) đã phê duyệt theo QĐ số1045/QĐ-ĐCTĐ ngày 25 tháng 6 năm 2003

- Trữ lượng tính cho từng khu vực bao gồm trữ lượng địa chất và trữ lượng có thể khai thác được

1.4 NHẬN XÉT

Kết quả đánh giá, tổng hợp trữ lượng lò chợ vỉa 12 khu Tràng Khê III mức +115

 +190 cho thấy , vỉa 12 thuộc loại vỉa có cấu tạo tương đối đơn giản, đặc tính vỉa tương đối ổn định, chiều dầy trung bình vỉa than là 1,9m, trữ lượng xác định còn lại là: 355.150 tấn,có từ 1  3 lớp kẹp, góc dốc thay đổi từ 320  400 trung bình 360 Các lớp đất đá ở vách, trụ vỉa than thường là sét kết, sét kẹp chỉ than, bột kết có chiều dày biến đổi theo đường phương và hướng dốc

Kết quả đánh giá, tổng hợp trữ lượng lò chợ vỉa 18 khu Tràng Khê III mức +70  +126 cho thấy, vỉa 18 thuộc loại tương đối đơn giản, chiều dày toàn vỉa thay đổi

từ 1,6  2,2m, trung bình 1,92m, chiều dày riêng than thay đổi từ 1,0 2,1m, trung bình 1,6m, góc dốc vỉa thay đổi từ 42  470, trung bình 430 Trong vỉa có

từ 13 lớp đá kẹp, chiều dày đá kẹp thay đổi từ 0,2  0,4 m, trung bình 0,3m Vỉa thuộc loại vỉa mỏng, góc dốc thuộc loại vỉa dốc nghiêng và nằm trong miền giới  = 42  470, trung bình 430 Trữ lượng địa chất mức +70  +126 là Tràng Khê III là 50.094 tấn Vách trực tiếp: là lớp sét than, xen kẹp sét kết phân bố đều dày 3,0  4m, trung bình 3,2m, dễ sập đổ, thuộc loại không ổn định Tập trên là tập bột kết phân bố đều chiều dày từ 3  12m, trung bình 5m thuộc loại ổn định trung bình, n = 15,6  107,6 MPa, ntb = 51,3 MPa Vách cơ bản: là tập bột kết xen cát kết phân bố đều dày từ 5  18m, trung bình 9m vách sập đổ trung bình,

n = 21,3 240 MPa, ntb = 86,2 MPa Trụ trự tiếp: là tập sét than xen kẹp sét kết phân bố đều dày 0,2  1,2m tạo thành tập trụ vỉa kém bền vững dễ trượt tiếp xúc

và lún nền Tập dưới là tập bột kết dày phân bố đều tạo thành trụ bền vững đồng nhất

Vì trữ lượng địa chất vỉa 18 mức +70  +126 khu Tràng Khê III là: 50.094 tấn là khá thấp nên trong tài liệu này tác giả chỉ đề cập đến việc lựa chọn công nghệ khai thác bằng khoan nổ mìn cho vỉa 12 khu Tràng Khê III mức +115  +190

có trữ lượng là: 355.150 tấn Vỉa 18 mức +70  +126 khu Tràng Khê III được áp dụng tương tự Còn các mức khác của vỉa 18 có chiều dày trung bình lớn hơn 2m nên ngoài phạm vi nghiên cứu của đề tài Vì vậy việc khai thác trữ lượng còn lại

sẽ được các tác giả khác đề xuất áp dụng công nghệ khác có tính khả thi và hiệu

quả hơn

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC CÁC VỈA THAN CÓ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT DỐC, MỎNG TẠI QUẢNG NINH

VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HỢP LÝ CHO VỈA 12

CÔNG TY THAN HỒNG THÁI

Nhìn chung, tại Việt Nam hiện nay, việc khai thác các vỉa than mỏng, dốc chủ yếu bằng thủ công, loại hình công nghệ không phong phú, trình độ kỹ thuật công nghệ còn thấp, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt được còn rất hạn chế Các

sơ đồ công nghệ khai thác được áp dụng chủ yếu bao gồm: sơ đồ công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng; sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần hoặc chèn lò toàn phần, lò chợ bậc chân khay hoặc đào lò lấy than, v.v

Để khai thác các vỉa than có chiều dày mỏng đến trung bình, dốc (35  550), các mỏ than Hầm lò vùng Quảng Ninh đã áp dụng một số sơ đồ công nghệ khai thác như sau:

2.1 KHU VỰC MẠO KHÊ - UÔNG BÍ

2.1.1 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương lò chợ chia bậc chân khay, điều khiển đá vách bằng phương pháp chèn lò toàn phần tại mức -25

 +30 vỉa 8 Tây XV 56- I cánh Bắc Công ty than Mạo Khê

Từ năm 2006, Viện KHCN Mỏ đã phối hợp với các chuyên gia Nhật Bản

và Công ty than Mạo Khê nghiên cứu áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, điều khiển đá vách bằng phương pháp chèn lò toàn phần theo kiểu Kakuchi của Nhật Bản tại mức -25  +30 vỉa 8 Tây XV 56- I cánh Bắc Mạo Khê Công nghệ khai thác trên đã được áp dụng rộng rãi tại Nhật Bản cho điều kiện vỉa dốc và so với các công nghệ khai thác khác có nhiều ưu điểm nổi bật: chống giữ gương khai thác và điều khiển đá vách đơn giản, sản lượng khai thác

và năng suất lao động khá cao, đầu tư ban đầu nhỏ, thông gió bằng hạ áp chung, tổn thất tài nguyên nhỏ, tương đối an toàn Trong điều kiện địa chất - kỹ thuật

mỏ khoáng sàng than Mạo Khê, các khối khai thác được lựa chọn để áp dụng

công nghệ khai thác Kakuchi có điều kiện như sau:

- Giới hạn đánh giá lựa chọn theo các tầng khai thác đã được qui hoạch, các khối khai thác được lựa chọn từ mức -150  lộ vỉa

- Chiều dày vỉa trung bình 1,2  2,5m, thuộc loại không ổn định đến ổn định về chiều dày

- Góc dốc của vỉa lớn hơn 45, thuộc loại không ổn định đến ổn định về góc dốc

- Đá vách trực tiếp, vách cơ bản thuộc loại dễ sập đổ đến khó sập đổ

- Trụ vỉa thuộc loại ổn định trung bình

- Trong các khối khai thác không có đứt gãy hoặc có đứt gẫy với biên độ không được vượt quá 0,5 m,

- Kích thước khai trường > 100 m

780 800 820 840

Công tác triển khai áp dụng công nghệ khai thác chia bậc chân khay điều khiển đá vách bằng chèn lò toàn phần tại lò chợ vỉa 8 mức -25  +30 được tiến hành bằng việc tổ chức đào tạo cán bộ công nhân viên liên quan đến công nghệ do Công ty than Mạo Khê phối hợp với các chuyên gia Nhật Bản tổ chức thực hiện

Số công đào tạo và số người được đào tạo công nghệ Kakuchi là 183 lượt người, thời gian đào tạo 5 ngày/ người và tổng số công học là 915 công Sau khi học tập

nắm vững lý thuyết, tất cả cán bộ công nhân tham gia dây chuyền đã được đào tạo thực hành ngoài trời bằng mô hình Thời gian đào tạo tháng 2 năm 2006

Công tác thi công các đường lò chuẩn bị được tiến hành đồng thời với các công tác khác: lập thiết kế kỹ thuật thi công, hoàn thiện các thủ tục pháp lý, đào tạo chuyển giao công nghệ… và đến ngày 13 tháng 5 năm 2006 đã hoàn thành công tác đào lò chuẩn bị bao gồm: 302 m lò dọc vỉa vận tải mức -25 (diện tích đào 13,1 m2 và 8,5 m2); 288 m lò dọc vỉa thông gió mức +30 (diện tích đào 10,9

m2 và 8,5 m2) và 100 m lò thượng khởi điểm -25  +30 trong đó có 10 m đào theo góc dốc thật của vỉa  = 58 và 90 m đào với góc dốc giả  = 30  35 Thời gian thi công thượng khởi điểm từ ngày 27/2/2006 đến ngày 13/5/2006 với năng suất đào 18,13 công/m Chiều cao thượng khởi điểm 2,0 m, chiều rộng 3,0

m, tiến độ 0,7 m/vì Thượng được chia làm 3 luồng: luồng vận chuyển vật liệu, luồng đi lại và luồng đổ đá chèn Từ ngày 13/5/2006 tổ chức bắt mép, khai thác than tại lò chợ vỉa 8 Tây tầng -25  +30 và đến ngày 12/9/2006 kết thúc khai thác (tổng số thời gian khai thác 4 tháng)

Đánh giá quá trình áp dụng

Công tác áp dụng công nghệ khai thác chia bậc chân khay, chèn lò toàn phần nhờ có sự chuẩn bị về mọi mặt từ con người, diện sản xuất, vật tư thiết bị, đặc biệt là sự quan tâm chỉ đạo sát sao của Tập đoàn Công nghiệp than khoáng sản Việt Nam, sự hợp tác nhiệt tình của các chuyên gia Nhật Bản nên quá trình triển khai áp dụng diễn ra thuận lợi Công tác khai thác lò chợ dốc kiểu bậc chân khay, sử dụng chèn lò đã được Công ty than Mạo Khê tiến hành theo đúng quy trình công nghệ do chuyên gia Nhật Bản chuyển giao và thiết kế kỹ thuật thi công bao gồm các công đoạn chính như: củng cố lò chợ, khấu gương, chống giữ

lò chợ, tải than, chèn lò Trong suốt quá trình thực hiện, công trình không để xảy

ra một vụ tai nạn nào dù là nhỏ nhất

Công tác củng cố lò chợ được tiến hành trong hàng ca với số nhân lực thực hiện 02  03 người Công tác củng cố bao gồm xử lý chỉnh sửa những điểm sung yếu, chưa đảm bảo kỹ thuật: củng cố chỉnh sửa vì chống, chống tăng cường các cột bị gẫy, chẻ dọc, bổ xung văng, chèn và các đầu cột bị thiếu, dọn nền đất

đá chèn tại luồng đi lại.v.v Công tác củng cố được thực hiện từ đầu ca, trước khi tiến hành khấu gương đến hết ca

Công tác khấu gương được tổ chức thực hiện tại các chân khay với chiều dài các chân khay theo độ dốc 10  12 m Các công việc trong một chân khay do

3  4 công nhân thực hiện Khối lượng công tác thực hiện trong một ca do một nhóm thợ thực hiện tại một chân khay được 2  3 khoang với tiến độ khấu gương 2,4 m; chiều rộng khoang trung bình 1,0 m Sau khi khấu chống gương hết luồng

lò chợ tiến hành chèn lò Vật liệu chèn sử dụng đất đá thải của dây chuyền sàng tuyển nâng cao chất lượng than và được vận chuyển vào lò bằng tầu điện, goòng

mở hông và vận chuyển trong lò chợ bằng máng trượt

Trong quá trình khai thác, để phù hợp hơn với điều kiện thực tế, Công ty than Mạo Khê đã phối hợp cùng các chuyên gia Nhật Bản tiến hành thay đổi một

số biện pháp và hộ chiếu chống giữ so với thiết kế đã được phê duyệt:

- Thay đổi hộ chiếu chống lò thượng khởi điểm từ đào xiên chéo (nóc và nền lò chợ là than) sang đào bám vách và trụ vỉa (hình 2.2 và hình 2.3)Thượng khởi điểm đào bám vách và trụ sẽ dễ dàng hơn trong công tác bắt mép khai thác lò chợ, tuy nhiên sẽ khó khăn hơn trong công tác đi lại và chống giữ, đặc biệt là hàng cột chống phía nóc lò chợ và chi phí gỗ chống lò lớn

2600 1900

C

M Æt c ¾ t C - C

700 35°

Hình 2.3 Hộ chiếu chống thượng khởi điểm thực tế

- Thay đổi cách thức thi công góc cua của thượng từ vuông ke vỉa sang tạo góc giả 35 được thực hiện liên tục đã góp phần tiết kiệm thời gian và công sức

Hỡnh 2.5 Hộ chiếu chống giữ lũ chợ theo thiết kế

0

A

2 0

D

Hỡnh 2.6 Hộ chiếu chống giữ lũ chợ theo thực tế

- Chuyển đổi hộ chiếu chốn lũ từ khụng gian luồng gương gồm 2 luồng chưa chốn (luồng sỏt gương và luồng đi lại) theo thiết kế thành giữ lại 1 luồng theo thực tế (xem hỡnh 2.5 và 2.6)

- Sử dụng thuyền trượt (Nhật Bản cung cấp) vận chuyển vật liệu trong quỏ trỡnh bắt mộp mở chõn khay lũ chợ

- Thay thế mỏy khoan điện cầm tay bằng mỏy khoan khi ộp cầm tay (Nhật Bản cung cấp) để khoan lỗ mỡn khấu gương Mỏy khoan khớ ộp đỏp ứng yờu cầu

về cụng tỏc an toàn, phũng nổ và cú năng suất cao hơn mỏy khoan điện

- Thay thế phương thức cung cấp vật liệu chốn từ nguồn là đất đỏ thải trong quỏ trỡnh đào lũ bằng đất đỏ thải của phõn xưởng sàng Đất đỏ thải của phõn xưởng sàng qua nghiền sàng đảm bảo yờu cầu kỹ thuật để chốn lũ Tuy

30°

43°

2000

B Thành chắn đất đá chèn

B

nhiên do đất đá thải còn nhiều nước, kích thước hạt nhỏ không đảm bảo yêu cầu

và tỷ lệ sét cao lên gây khó khăn trong quá trình vận chuyển vật liệu vào vị trí chèn cũng như ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian và sức lao động của công nhân trong quá trình chèn

- Thay đổi phương thức cung cấp vật liệu chèn tại ngã ba đầu lò thông gió

là máng cào bằng goòng mở hông Tuy nhiên với phương án sử dụng goòng cung cấp vật liệu chèn cho lò chợ phải giữ lại lò dọc vỉa thông gió một đoạn 15 

20 m và phải sử dụng quạt thông gió cục bộ

- Trong quá trình thi công thượng khởi điểm từ mét thứ 57 tính từ dưới lên gặp vùng lò đã khai thác, đào đến mét thứ 97 tính từ dưới lên gặp đường lò dọc vỉa cũ chưa sập đổ (không cập nhật trong tài liệu địa chất) gây ảnh hưởng đến việc thi công đào thượng từ mét 57 đến mét 100 dẫn đến thời gian thi công thượng lớn (gần 3 tháng) Mặt khác do phần lò thượng từ mét 57 đến mét 100 gặp lò cũ phải chống tiết diện có chiều cao thấp nên gây khó khăn cho công tác vận chuyển thiết bị và vật liệu Trong quá trình khai thác đã xuất hiện gió, khí và nước từ lò cũ vào trong lò chợ gây khó khăn, phức tạp cho quá trình khai thác

Lò chợ khai thác đến mét 57 của thượng phải dừng không khai thác được do ảnh hưởng của lò cũ

- Trong khai thác lò chợ, do lớp vỉa, độ biến động chiều dày, góc dốc lớn, một số vị trí uốn nếp cục bộ (chiều dày vỉa tăng lên tới 2,8 m) ảnh hưởng đến công tác chống giữ và khai thác lò chợ Nhân lực trong ngày sản xuất được bố trí

58  60 công/ngày đêm Trong đó thợ lò 30  32 công, cơ điện 14  16 công, quản lý 10 công và phục vụ 3 công Sản lượng than khai thác đạt được trong các tháng thấp, (tổng sản lượng than khai thác và đào lò thượng khởi điểm từ tháng 2/2006  9/2006 là 4950 tấn, trung bình) Tuy nhiên do việc mở khám khấu gương tại thượng khởi điểm lò chợ còn ngắn (5 chân khay với tổng chiều dài lò chợ 56 m) khó bố trí các khám khai thác đồng thời nên số lượng công nhân trong

lò chợ và sản lượng khai thác than đạt được thấp (trung bình 20 công nhân/ca;

500 tấn/tháng) Năng suất lao động đạt được 0,35 T/công (tính cả thời gian và sản lượng đào lò thượng khởi điểm)

- Đến ngày 12/9/2006, lò chợ gặp vùng đã khai thác, lò cũ nên Công ty than Mạo Khê đã thống nhất với chuyên gia Nhật Bản kết thúc khai thác khu vực thử nghiệm

Sau thời gian triển khai áp dụng thử nghiệm tại mỏ Mạo Khê, do một số nguyên nhân khách quan (công nhân chưa nắm vững được công nghệ, khai thác gặp lò cũ, điều kiện địa chất phức tạp, v.v), nên các chỉ tiêu KTKT của công nghệ đạt được rất thấp: sản lượng khai thác cao nhất 1.395 T/tháng, năng suất lao động 0,47 T/công, chi phí gỗ 54 m3/T, chi phí đá chèn 730 T/1000T than

10 0

M¸ng cµo SKAT-80

mÆt c¾t a - a (Tû LÖ: 1/50)

mÆt c¾t b - b (tû lÖ: 1/50)

10 0

24 00

10 0 10

Bảng chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cơ bản

Bảng 2.1

Than Mạo Khê đã không thành công, tuy nhiên qua đó đã kiểm chứng, khẳng định được những ưu điểm của công nghệ trong điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ phức tạp vùng Quảng Ninh, tích lũy thêm những kinh nghiệm mới trong khai thác vỉa dốc và bảo vệ công trình bề mặt

2.1.2 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò chợ bậc thẳng điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần tại vỉa 24 khu Tràng Khê II Công ty than Hồng Thái

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò chợ bậc chân khay, khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ bằng cột thủy lực đơn – xà khớp được đưa vào áp dụng tại vỉa 24 khu Tràng Khê II, III - Xí nghiệp than Hồng Thái từ năm 2004 đến năm 2008

Phạm vi áp dụng của công nghệ: chiều dày vỉa từ 1,8  22 m, góc dốc vỉa đến 450, đá vách và đá trụ thuộc loại sập đổ và ổn định trung bình, vỉa thuộc loại

ổn định trung bình về chiều dày và góc dốc trở lên Trong công nghệ này, gương khấu dài khoảng 80  120 m được chia thành các khay khấu với chiều dài 6  8m, khay trên tiến trước khay dưới; gương khai thác được khấu bằng khoan mìn, chống bằng cột thủy lực – xà khớp có bổ sung kết cấu giằng liên kết và trải lưới thép nóc lò, điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần Nhìn tổng thể, gương lò chợ được cắt chéo so với đường phương vỉa, tạo góc dốc giả, nâng cao an toàn cho công tác vận tải than và vật liệu Một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt được: sản lượng khai thác 8.000  12.000 T/tháng, năng suất lao động 2,8  4,1 T/công, tổn thất than theo công nghệ 16,5  20% Mặc dù đã nâng cao được hiệu quả sản xuất, song công nghệ vẫn chưa khắc phục được độ dốc làm việc cho người và vì chống, do đó để nâng cao mức độ an toàn, Công ty than Hồng Thái

đã thay thế công nghệ này bằng công nghệ cột dài theo phương, gương lò chợ thẳng, chống bằng giá khung di động

1000 1000 1400

d d

Công nghệ này đã được áp dụng tại vỉa 8 khu Tây XVTBI, cánh Bắc Công ty than Mạo Khê và vỉa 12, khu Tràng Khê II, Công ty than Hồng Thái cho điều kiện vỉa mỏng, dốc trên 450 Vỉa 8 khu Tây XVTBI, cánh Bắc - Công ty than Mạo Khê có chiều dày vỉa trung bình 2,2 m, mức độ biến động về chiều dày vỉa m = 29,4 %; góc dốc vỉa trung bình 580, mức độ biến động về góc dốc vỉa 

= 23,5%; đá vách trực tiếp là sét kết, sét than, bột kết, thuộc loại sập đổ trung bình; đá trụ là acgilít than, bột kết, ổn định trung bình Vỉa 12, khu Tràng Khê II – Công ty than Hồng Thái có chiều dày trung bình 1,8 m; góc dốc trung bình

500; đá vách trực tiếp là sét kết, sét than, thuộc loại dễ sập đổ đến sập đổ trung bình; trụ trực tiếp là sét kết, sét than, bột kết xen kẹp cát kết bền vững

Hệ thống khai thác tổ hợp dàn chống 2ANSH

Điều kiện áp dụng

- Chiều dày vỉa áp dụng 1,3  2,2 m

- Góc dốc vỉa  ≥ 350, độ biến đổi góc dốc V < 35%

- Lớp kẹp trong vỉa than đến thiết bị cơ giới hóa

   100 %

v

k k

i

m

m K

Trong đó:

Kki - Hệ số phần trăm đá kẹp; %

mv - Chiều dày vỉa than; m

m k -Tổng chiều dày các lớp đá kẹp trong vỉa, m Tiến hành xác định hệ số lớp kẹp: Là chỉ tiêu hệ số lớp kẹp có trong một mét chiều dầy của vỉa than( K2), khi K2 ≤2 thuận lợi cho việc áp dụng

sơ đồ CGH

- Than có độ cứng nhỏ hơn 3

- Đá vách ổn định dễ sập đổ, chịu được kháng nén nóc của dàn chống

- Đá trụ ổn định, cường độ kháng nén của đá trụ chịu được kháng nén của dàn chống

Trong phần thể hiện hệ thống khai thác dùng dàn chống 2ANSH sử dụng máy bào than áp dụng cho vỉa có góc dốc 600, chiều dày vỉa 2,2 m Độ cứng của than đến 2, đất đá vách trụ ổn định, đá vách dễ sập đổ

Tính toán áp lực mỏ

Dàn chống của tổ hợp 2ANSH khi chống giữ trong lò chợ sẽ chịu áp lực tác dụng theo 2 hướng là: áp lực theo hướng dốc của đất đá phá hoả đẩy dàn chống trượt xuống phía dưới và áp lực của đá vách vỉa nén ép lên các cột chống của dàn Để dàn chống làm việc ổn định, khả năng chịu tải của dàn từ 2 phía phải lớn hơn các giá trị áp lực thành phần

Tính toán các thông số cơ bản hộ chiếu chống giữ lò chợ

Lựa chọn dàn chống

- Với các điều kiện địa chất, vỉa có chiều dày 2,2 m, góc dốc 600 đất

đá vách trụ ổn định, áp lực tác dụng lên dàn chống 17,21 tấn, dàn chống 2ANSH đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật chống giữ Đặc tính kỹ thuật của dàn chống 2ANSH được thể hiện trong bảng 2.2

Đặc tính kỹ thuật của dàn chống 2ANSH

Bảng 2.2

1 Sức chịu tải của dàn trên 1 m2 che chống,

(không nhỏ hơn)

Lựa chọn máy khấu

Căn cứ vào đặc điểm địa chất kỹ thuật vỉa than khoáng sàng độ cứng của than 1,5 ÷ 2, góc dốc lò chợ dự kiến áp dụng cơ giới hóa động bộ nhỏ hơn 600 Kết hợp với dàn chống có chiều cao chống đỡ 1,3  2,2m, dự án chọn máy khấu 1ANSH Đặc tính kỹ thuật máy khấu 1ANSH trong bảng 2.3

Đặc tính kỹ thuật của máy khấu 1ANSH

Bảng 2.3

Công nghệ đã được Công ty than Mạo Khê và Công ty than Hồng Thái nghiên cứu, thiết kế và đưa vào áp dụng từ tháng 7 năm 2008 Cho tới nay, công tác khai thác thử nghiệm tại Công ty than Mạo Khê đã đạt kết quả tốt: sản lượng khai thác bình quân đạt 450  500 tấn/ngày đêm, tương ứng 100.000  125.000 tấn/năm; năng suất lao động trực tiếp đạt 8  10 tấn/công; tổn thất than chỉ còn khoảng 11%; mức độ an toàn và điều kiện lao động của công nhân đã được cải thiện Kết quả áp dụng tại Công ty than Hồng Thái đã không đạt được như tại Công ty than Mạo Khê (sản lượng khai thác chỉ đạt 200  250 tấn/ngày đêm, tương ứng 60.000  75.000 tấn/năm và các chỉ tiêu hiệu quả khác đều thấp hơn)

do mức khai thác gần địa hình, bị ảnh hưởng mạnh bởi nước mặt, đá vách trực