Các thành tựu nghiên cứu than tự cháy ở Việt Nam và các giải pháp phòng chống cháy đã thực hiện

Bài viết Các thành tựu nghiên cứu than tự cháy ở Việt Nam và các giải pháp phòng chống cháy đã thực hiện giới thiệu các phương pháp nghiên cứu tổng quát để đánh giá khả năng tự cháy của vỉa than, các phương pháp phòng chống tự cháy trong quá trình sản xuất ở các mỏ than hầm lò ở Việt Nam và thế giới.

THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU THAN TỰ CHÁY Ở VIỆT NAM VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG CHÁY ĐÃ THỰC HIỆN Nguyễn Tuấn Anh, Nguyễn Thế Tiến Nguyễn Tất Thắng, Trần Thị Nhài Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin Email:nguyentuananh.pin@gmail.com TĨM TẮT Bài báo giới thiệu phương pháp nghiên cứu tổng quát để đánh giá khả tự cháy vỉa than, phương pháp phịng chống tự cháy q trình sản xuất mỏ than hầm lò Việt Nam giới Phần thứ hai, báo giới thiệu số phân tích để lựa chọn phương pháp thiết bị cho công tác điều tra trường đánh giá khả xảy tự cháy vỉa than mỏ than hầm lò Việt Nam, cơng tác phịng chống cố tự cháy số hoạt động công tác Việt Nam Ở phần cuối tác giả giới thiệu số đề xuất định hướng cơng tác nghiên cứu phịng chống cháy nổ tự phát mỏ than đá ngầm tương lai Từ khóa: lượng hoạt hóa, trình tự cháy, mức độ tự cháy than ĐẶT VẤN ĐỀ Trong lịch sử khai thác than Việt Nam tượng tự cháy than ghi nhận trình tiến hành khai thác mỏ than Na Dương (Lạng Sơn), Khe Bố (Nghệ An), Làng Cẩm (Thái Nguyên)…Các vỉa than vùng Quảng Ninh đánh giá có khả tự cháy, nhiên thời gian gần tượng cháy xảy vỉa 9b, 12, 24 Khu Tràng Khê Cơng ty than ng Bí – TKV, vỉa 7, 10 Công ty CP than Hà Lầm-Vinacomin, vỉa 10 TBII Công ty than Mạo Khê–TKV…Các vụ cháy tiềm ẩn nguy gây an tồn, khó kiểm sốt ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất mỏ, đặc biệt làm tăng chi phí xử lý, tăng giá thành, giảm hiệu sản xuất Trong ngành công nghiệp khai thác than số nước tiên tiến giới như: Ba Lan, Nhật Bản, Trung Quốc, Nga, xây dựng phương pháp nghiên cứu than tự cháy giải pháp kỹ thuật riêng để, đánh giá phòng ngừa tượng than tự cháy Tùy thuộc vào tính chất than, đặc điểm điều kiện kỹ thuật công nghệ mỏ mà nước sử dụng phương pháp đánh giá than tự cháy riêng phù hợp Tại Việt Nam có số cơng trình, đề tài nghiên cứu than tự cháy theo phương pháp Nga, Nhật Bản, Trung Quốc, cơng trình, đề tài nghiên cứu dừng lại mức độ nghiên cứu 56 CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 lý thuyết, cịn trang thiết bị có độ xác cao chưa đầu tư Năm 2016, Dự án phòng thí nghiệm nghiên cứu khả than tự cháy theo phương pháp Ba Lan xây dựng Trung tâm An tồn Mỏ thuộc Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ-Vinacomin (Viện KHCN Mỏ) Phịng thí nghiệm xác định thông số như: Khả tự cháy than, nhiệt lượng ơxy hóa mẫu than xây dựng đường đặc tính chuẩn mẫu than phục vụ việc việc theo dõi, phát sớm vụ cháy nội sinh Trên sở đó, đề xuất giải pháp ngăn chặn kịp thời tượng tự cháy than, tăng cường bảo vệ tài nguyên than, từ tạo tâm lý an tâm lao động cho công nhân mỏ làm việc khu vực có nguy cháy, nổ cao, nâng cao suất lao động, tránh thiệt hại người tài sản, góp phần nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh cho doanh nghiệp Nội dung nghiên cứu 2.1 Phương pháp xác định mức độ tự cháy than kết phân loại mức độ tự cháy vỉa than mỏ than hầm lò Việt Nam 2.1.1 Giới thiệu phương pháp xác định phân loại mức độ tự cháy than Dự án đầu tư phịng thí nghiệm nghiên cứu tính tự cháy than Tập đồn Cơng nghiệp NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Than - Khoáng sản Việt Nam(TKV) giao cho Viện KHCN Mỏ phối hợp với Viện Mỏ Trung ương Ba Lan – GIG chuyển giao công nghệ nghiên cứu khả tự cháy than theo phương pháp Ba Lan với chức chính: Xác định phân loại mức độ tự cháy phân loại than (Phương pháp Olpinski); Phương pháp xác định nhiệt lượng ơxy hóa mẫu than; Phương pháp xây dựng đường đặc tính chuẩn mẫu than a Phương pháp Olpinski, xác định phân loại mức độ tự cháy than * Mô tả phương pháp Phương pháp nghiên cứu mức độ ôxy hóa mẫu than có cỡ hạt 0,063 đến 0,075 mm đặt luồng khơng khí có lưu lượng Q = 25 dm3/ điều kiện đoạn nhiệt với hai mức nhiệt độ 237oC 190oC Chỉ số tự cháy Sza tốc độ gia tăng nhiệt độ (oC/phút) than ơxy hóa nhiệt độ 237oC, số tự cháy Sza’ tốc độ gia tăng nhiệt độ (oC/phút) than ơxy hóa xác định nhiệt độ 190oC Trên sở hai số trên, xác định lượng hoạt hóa E mẫu than.Chỉ số tự cháy Sza, Sza’ lượng hoạt hóa E tương ứng với khuynh hướng tự cháy than vị trí lấy mẫu vỉa than khai thác * Phân loại mức độ tự cháy: Trên sở số tự cháy Sza lượng hoạt hóa E, phân loại mức độ tự cháy than theo số tự cháy lượng hoạt hóa Bảng Bảng Bảng phân loại mức độ tự cháy than Chỉ số tự cháy Sza,[ 0C/phút] đến 80 Năng lượng hoạt Phân loại Mức độ tự hóa E, [kJ/mol] than tự cháy cháy than > 67 I Rất thấp 46 ÷ 67 II Thấp III Trung bình IV Cao V Rất cao < 46 > 80 ÷ 100 > 100 ÷ 120 > 120 > 42 < 42 > 34 < 34 Khơng bình thường b Phương pháp xác định nhiệt lượng ơxy hóa mẫu than phân loại mức độ tự cháy than theo nhiệt lượng * Mô tả phương pháp: Phương pháp quy định theo tiêu chuẩn Ba Lan để xác định nhiệt lượng tỏa trình ôxy hóa than nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ tự nhiên vị trí lấy mẫu than.Nhiệt lượng tỏa q trình ơxy hóa mẫu than xác định cách sử dụng 7g mẫu than đựng cốc mẫu Mẫu than đặt buồng nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ tự nhiên vị trí lấy mẫu than ngồi thực địa dịng khí Ni tơ với lưu lượng khí 100ml/giờ vịng khoảng 16 Sau 16 trì buồng nhiệt độ với nhiệt độ tự nhiên vị trí lấy mẫu than ngồi thực địa dịng khí ơxy với lưu lượng tùy theo mức độ tự cháy Thí nghiệm kết thúc xác định nhiệt lượng tỏa q trình ơxy hóa than mức * Phân loại mức độ tự cháy: Trên sở nhiệt lượng tỏa trình ôxy hóa mẫu than phân loại mức độ tự cháy than theo nhiệt lượng Bảng Bảng Bảng phân loại mức độ tự cháy than theo nhiệt lượng tỏa Nhiệt lượng tỏa trình ơxy Nhóm Mức độ tự cháy hóa 1kg than nhiệt độ nhiệt tự cháy than độ tự nhiên than vị trí lấy mẫu vòng Qp, J Nhỏ Qp < 50 Trung bình 50 ≤ Qp ≤ 100 Lớn Qp ≥ 100 c Phương pháp xây dựng đường đặc tính chuẩn mẫu than Đường đặc tính chuẩn mẫu than mơ tả diễn biến q trình than xảy tự cháy tương ứng phù hợp riêng cho loại than khác Các mẫu than lấy từ trường đựng bình kín, đưa phịng gia công mẫu, để ổn định cân với mơi trường xung quanh Sau thiết lập thơng số tiến hành gia nhiệt cho mẫu than 13dải nhiệt độ từ 50oC đến 350oC (25oC/ dải nhiệt độ) đồng thời thiết lập tốc độ dịng khơng khí qua mẫu than Giá trị lưu lượng khí đặt dựa theo kết phân loại mức độ tự cháy mẫu than loại theo phương pháp Olpinski Khi nhiệt độ mẫu than đạt gần đến nhiệt độ lị (± 3°C) tiến hành lấy mẫu khí cách đưa túi mẫu khí vào đường khí lị để lấy mẫu Tại dải nhiệt độ tiến hành lấy mẫu khí phân tích thành phần khí H2; O2; N2; CO2; CH4; CO; C2H2; C2H4; C2H6; C3H8 tính tốn xác định CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 57 THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG số cháy WP1, WP2, WP3, WP4, Graham Trên sở giá trị đó, xây dựng sở liệu đường đặc tính chuẩn mối tương quan thành phần khí số cháy tương ứng với dải nhiệt độ mẫu than 2.1.2 Một số kết phân loại mức độ tự cháy vỉa than mỏ than hầm lò Việt Nam Từ cuối năm 2016, Phịng thí nghiệm nghiên cứu khả tự cháy than vào hoạt động Tập đoàn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam giao nhiệm vụ phân tích đánh giá phân loại mức độ tự cháy vỉa than mỏ hầm lò thuộc TKV Kết phân loại mức độ NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI tự cháy vỉa than thống kê Bảng 2.2 Một số cố liên quan đến than tự cháy, xuất khí CO giai đoạn 2017 đến giải pháp phòng chống cháy nội sinh từ kết nghiên cứu phịng thí nghiệm 2.2.1 Thống kê số cố liên quan đến than tự cháy Mặc dù kết phân loại mức độ tự cháy mỏ hầm lò Việt Nam đạt mức độ thấp trung bình Nhưng khoảng thời gian từ năm 2017 đến nay, xảy số vụ cố liên quan đến than tự cháy đơn vị Mạo Khê, Hà Lầm, ng Bí, Khánh Hòa, Thống Nhất Bảng Bảng Kết phân loại mức độ tự cháy vỉa than mỏ than hầm lò Việt Nam Kết phân loại mức độ tự cháy vỉa than TT 58 Tên đơn vị Khánh Hịa Mạo Khê ng Bí Vàng Danh Nam Mẫu Hà Lầm Hòn Gai Tên vỉa than Số mẫu thí nghiệm Chỉ số tự cháy Sza (oC/ phút) Năng lượng hoạt hóa E (kJ/mol) Phân loại Phân loại mức độ tự cháy Vỉa 16 15 6,36 ÷ 11,21 22,26 ÷ 61,32 III Trung bình Vỉa 10 22 5,33 ÷ 15,31 18,88 ÷ 66,91 III Trung bình Vỉa 9B 4,25 ÷ 9,32 29,79 ÷ 49,43 III Trung bình Vỉa 6Đ 6,49 27,93 III Trung bình Vỉa 5,95 19,08 III Trung bình Vỉa 1CB 4,12 33,54 III Trung bình Vỉa 25 6,93 31,86 III Trung bình Vỉa 24 5,80 ÷ 9,66 32,53 ÷ 56,09 III Trung bình Vỉa 18 12,29 46,32 II Thấp Vỉa 12 5,46 38,37 III Trung bình Vỉa 10 12,29 ÷13,47 30,07 ÷ 46,32 III Trung bình Vỉa 9b 9,02 32,68 III Trung bình Vỉa 4,22 ÷ 3,80 12,21 ÷ 28,56 III Trung bình Vỉa 8A 4,27 29,77 III Trung bình Vỉa 2,48 ÷ 4,07 31,04 ÷ 13,46 III Trung bình Vỉa 4,15 18,40 III Trung bình Vỉa 6A 3,13 19,82 III Trung bình Vỉa 6,00 19,10 III Trung bình Vỉa 11 8,37 ÷ 18,98 40,30 ÷ 69,21 III Trung bình Vỉa 10 8,87 ÷ 14,18 44,10 ÷ 63,34 III Trung bình Vỉa 3,49 ÷ 11,49 30,40 ÷ 51,87 III Trung bình Vỉa BM 16,04 ÷ 19,23 41,17 ÷ 68,1 III Trung bình Vỉa BM 9,47 ÷ 10,80 38,59 ÷ 50,54 III Trung bình Vỉa 13 GK 8,65 43,25 III Trung bình Vỉa TC 13,74 53,79 II Trung bình CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Kết phân loại mức độ tự cháy vỉa than TT Tên đơn vị Tên vỉa than Hạ Long Núi Béo 10 Thống Nhất 11 Quang Hanh 12 Dương Huy 13 Số mẫu thí nghiệm Chỉ số tự cháy Sza (oC/ phút) Năng lượng hoạt hóa E (kJ/mol) Phân loại Phân loại mức độ tự cháy Vỉa 10 10,19 36,72 III Trung bình Vỉa 11 3,53 23,1 III Trung bình Vỉa 13 8,33 40,54 III Trung bình Vỉa 14 6,13 18,75 III Trung bình Vỉa 15 7,24 21,81 III Trung bình Vỉa 10 9,30 ÷ 10,31 5,16 ÷ 60,60 II Thấp Vỉa 11 10,31÷ 12,60 50,16 ÷ 56,21 II Thấp Vỉa 9,01 44,26 III Trung bình Vỉa 6D 7,22 ÷ 12,91 27,15 ÷ 41,58 III Trung bình Vỉa 6B 14,07÷ 14,29 49,22 ÷ 49,79 II Thấp Vỉa 14 3,57 ÷ 5,74 9,60 ÷ 41,11 III Trung bình Vỉa 7,65 39,65 III Trung bình V8 8,62 46,32 II Thấp Vỉa 6,36 48,49 II Thấp Vỉa 11 8,11 ÷ 8,14 38,64 ÷ 43,41 III Trung bình Vỉa 14 6,20 49,17 II Thấp Vỉa 10 5,11 ÷ 13,11 36,06 ÷ 38,52 III Trung bình Vỉa 5,95 ÷ 15,73 27,20 ÷ 33,57 III Trung bình Vỉa 6,50 38,57 III Trung bình Vỉa 14 2,57 ÷ 8,49 20,97 ÷ 48,72 III Trung bình Mơng Dương 14 Khe Chàm Bảng Các cố xuất khí CO đơn vị TKV TT Thời gian Đơn vị 13/01/2017 Mạo Khê Vỉa 10 Tây Bắc II: Lò DVPT mức -14, -38, -48, -58 Xuất khí CO hàm lượng cao 03/6/2017 Vỉa 10-Khu III: Tại IIK 210 lò vận tải mức -130/-110 Xuất khí CO 14/9/2017 Vỉa 7-Khu I: Tại lị nối thơng gió mức -165 Xuất khí CO hàm lượng cao 14/3/2018 Hà Lầm 23/09/2017 05/10/2017 Vỉa 10-Khu III: Tại IIK 210 lò vận tải mức -130/-110 Xuất khí CO trở lại tháo dỡ tường chắn để khai thác Vỉa 7: Tại lò nghiêng vận tải lị chợ 7.3.1 Xuất khí CO hàm lượng cao lỗ khoan khu vực xén lị, than tụt nóng khoảng 70oC 06/10/2018 Vị trí, mơ tả Khánh Hịa Vỉa 16: Tại lị dọc vỉa mức -183 Xuất khí CO hàm lượng cao Vỉa 16: Tại lò dọc vỉa mức -91 Xuất khí CO hàm lượng cao 15/3/2019 ng Bí Vỉa 9B Khu Tràng Khê II: Tại Lò chợ II-9-2 mức +95/+140 Xuất khí trở lại tháo dỡ tường chắn để khai thác 30/12/2019 Thống Nhất Phân vỉa 6C: Tại lò thượng TG-VT mức -80/-60 lò chợ I-6C-1 xuất hàm lượng khí CO tăng cao CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 59 THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG 2.2.2 Các giải pháp phịng chống cháy nội sinh áp dụng mỏ than hầm lò Việt Nam a Giải pháp dự báo, phát sớm tượng than tự cháy Khai thác tập trung gia tăng, vỉa có khí mê tan điều kiện nhiệt độ vỉa than khai thác cao bắt buộc phải tăng cường thơng gió Điều gây khó khăn việc phát cháy nội sinh, đặc biệt giai đoạn đầu q trình tự cháy Chính vậy, giải pháp dự báo, phát sớm tượng than tự cháy sử dụng để áp dụng số mỏ hầm lò xảy tự cháy như: Mạo Khê, ng Bí, Hà Lầm, Thống Nhất… Để dự báo phát sớm tượng than tự cháy, mẫu khí lấy trường mỏ suốt trình theo dõi Một số vị trí lấy mẫu khí tương ứng với sơ đồ thơng gió khác thể hình H.1, hình H.2 Ống lấy mẫu khí Qpow = Qpow + Qpow Qpow Lị thơng gió ZROBY Qzrobów - Điểm lấy mẫu, trạm đo 1 Qpow Lò vận tải NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI (4) WP5 = Chỉ số WP4 = C H H (C H +C H ) (6) Chỉ số WP6 = C3 H ; CO (5) Chỉ m(H C2 H )-(C2 H +C3H ) (mH C2 H ) +(C2 H C3H ) (7) Chỉ số Graham G = ÄCO ÄCO = ÄO 0,265N -O Trên sở mơ hình đường đặc tính chuẩn thành phần, hàm lượng số cháy xây dựng trước đó, kết phân tích mẫu khí lấy từ trường trình theo dõi, tiến hành so sánh với mơ hình mẫu khí từ than, từ đánh giá diễn biến dự báo, phát sớm nguy than tự cháy để đưa biện pháp phòng ngừa phù hợp b Giải pháp phòng ngừa tượng than tự cháy Trên sở kết dự báo phát sớm tượng than tự cháy, giải pháp phòng ngừa đưa nhằm ứng xử với tình trạng diễn biến tượng tự cháy sau: * Sơ đồ tổ chức công tác phòng ngừa cháy nội sinh mỏ than: H.1.Vị trí lấy mẫu khí khu vực lị chợ thơng gió hình chữ “Y” có gió bổ sung vào luồng gió bẩn từ lị chợ Lị thơng gió Vùng phá hỏa Qzr Qpow - Điểm lấy mẫu, trạm đo Lò vận tải H.2.Vị trí lấy mẫu khí khu vực lị chợ thơng gió hình chữ “U” dọc than ngun khối Các mẫu khí lấy phân tích hệ thống máy sắc ký khí để phân tích hàm lượng khí H2; O2; N2; CO2; CH4; CO; C2H2; C2H4; C2H6; C3H8 Các số cháy tiêu chí sử dụng phục vụ đánh giá hiểm họa cháy bao gồm: CO CH ; (2) Chỉ số WP2 = 2 CO CO CH ; (3) Chỉ số WP3 = 2 CO (1) Chỉ số 60 WP1 = CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 số H.3 Sơ đồ tổ chức công tác phòng ngừa cháy nội sinh mỏ than NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG * Giải pháp xây dựng tường chắn: Giải pháp xây dựng tường chắn nhằm hạn chế gió rị vào khu vực phá hỏa lò chợ khai thác để cách ly khu vực kết thúc khai thác Các tường chắn cách ly xây dựng bao gồm tường chắn bịt họng sáo, tường chắn tạm đầu chân lò chợ để hạn chế rị gió vào khu vực khai thác phía sau lị chợ, tường chắn lò dọc vỉa để cách ly khu vực kết thúc khai thác Trên tường chắn bố trí ống đo khí, ống tháo nước có bố trí van khóa ống phun ni tơ (nếu đặt vị trí phun khí ni tơ) *Giải pháp thơng gió: Điều chỉnh lưu lượng gió nhằm làm giảm rị gió qua khu vực khai thác thông qua việc làm giảm chênh lệch áp suất hai đầu lò chợ chênh lệch áp suất với khơng khí ngồi trời; Đối với lò chợ dài cần điều chỉnh chênh lệch áp suất quạt cục với khu vực không sử dụng tường chắn, áp dụng giải pháp đặt cửa gió kết hợp quạt gió cục lị dọc vỉa thơng gió tạo buồng cân áp suất Sơ đồ thơng gió lị chợ kết hợp điều chỉnh lưu lượng gió qua lị chợ cửa gió lị thượng phía trước lị dọc vỉa vận tải, loại bỏ thơng gió qua khu phá hỏa lò chợ; Đối với lò chợ ngắn để ngăn ngừa tượng tự cháy cho đường lò ngắn, thơng gió cục số giải pháp sử dụng vách ngăn ngã ba với đường lị nối kết hợp quạt cục đưa gió vào gương, sử dụng cửa gió di động đường lị chuẩn bị, thơng gió, kiểm sốt vị trí áp lực cao, lị nối * Giải pháp phun khí Ni tơ vào lò chợ khai thác: Khu vực khai thác phía sau lị chợ đánh giá vùng có nguy xảy tượng tự cháy than cao, hội tụ yếu tố dẫn đến tự cháy như, lượng than sót lại q trình khai thác bị vỡ vụn, rị gió từ khe nứt bề mặt đường lò vận tải qua khu vực phá hỏa tới đường lị thơng gió Khu vực khai thác phía sau lò chợ chia thành ba vùng, xét theo yếu tố tự cháy: - Vùng 1: Nằm sau lị chợ, khoảng khơng khai thác có độ rỗng lớn, hàm lượng ôxy thường lớn 18%, lưu lượng gió khuếch tán rị từ lị chợ vào lớn, vận tốc gió khu vực khoảng 10 đến 35cm/s Trong trường hợp than ủ nhiệt, lượng nhiệt bị giải phóng nhanh nên khó phát triển thành đám cháy Vùng tùy thuộc vào chiều dài lò chợ, tính chất đá vách, áp lực thơng gió, có chiều rộng khoảng 10 đến 30m Vùng có nguy tự cháy thấp - Vùng 2: Nằm sau vùng 1, rộng khoảng ÷ lần vùng 1, khoảng khơng khai thác có độ rỗng nhỏ đất đá phá hỏa bị nén mạnh, hàm lượng ôxy thường từ ÷ 18%, lưu lượng gió khuếch tán rị từ lị chợ vào nhỏ, vận tốc gió khu vực khoảng 0,2 đến 10cm/s Trong trường hợp than ủ nhiệt, lượng nhiệt khó giải phóng, trình ơxy hóa than thuận lợi, nên dễ phát triển thành đám cháy Vùng có nguy tự cháy cao - Vùng 3: Nằm sau vùng 2, đất đá khoảng không khai thác bị nén chặt, hàm lượng ôxy thường nhỏ 5%, gần khơng có gió lưu thơng, vận tốc gió khu vực nhỏ 0,5cm/s Khó xảy q trình ơxy hóa than khu vực hàm lượng ôxy thấp Hiện tượng tự cháy phịng ngừa hiệu vùng trơ hóa, để hàm lượng ôxy vùng nhỏ mức xảy tượng ơxy hóa than (hàm lượng ôxy 10%) c Một số kết áp dụng giải pháp phòng ngừa cháy nội sinh thực tế đơn vị Tất giải pháp phòng ngừa cháy nội sinh đề cập áp dụng mỏ hầm lị có nguy xảy tự cháy Tập đồn Cơng nghiệp Than–Khống sản Việt Nam yêu cầu đơn vị áp dụng triệt để, để ngăn ngừa hiểm họa cháy nội sinh Một số kết đạt sau áp dụng giải pháp đơn vị Bảng 2.3 Đề xuất định hướng giải pháp ngăn ngừa cố cháy nội sinh tương lai Từ kết đạt giai đoạn từ 2017 đến 2020 như: Xác định, phân loại mức độ tự cháy vỉa than bước đầu xây dựng sở liệu than tự cháy mỏ than hầm lị có lịch sử xảy tự cháy có nguy hiểm khí mê tan; Nghiên cứu triển khai áp dụng giải pháp ngăn ngừa cố cháy nội sinh mỏ than hầm lò Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030, giai đoạn 2015-2020 phát triển 39 mỏ mới; Đầu tư cải tạo cải tạo mở rộng nâng công suất 61 dự án mỏ có Nguy xảy tượng cháy nội sinh nhiều, đặc biệt mỏ khai thác xuống sâu Tuy nhiên, giải pháp phòng ngừa, phương pháp nghiên cứu CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 61 THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI Bảng - Kết áp dụng giải pháp ngăn ngừa xử lý cố cháy nội sinh áp dụng mỏ than hầm lị Việt Nam Vị trí, mơ tả cố Giải pháp xử lý cố lựa chọn Kết đạt áp dụng giải pháp TT Đơn vị Mạo Khê Vỉa 10 Tây Bắc II: Lò DVPT mức -14, -38, -48, -58 - Xây tường chắn cách ly gạch lò DVPT - Hàm lượng Oxy tường giảm Xuất khí CO hàm lượng cao mức -14, -38, -48, -58, sau gia cố tường xỉ tro xuống 10% bay phát tường gạch có tượng nứt vỡ - Bơm khí Nito vào khu phá hỏa phía sau DVPT Hà Lầm Vỉa 10-Khu III: Tại IIK 210 lò vận tải mức -130/- - Xây tường chắn cách ly gạch lị 110 Xuất khí CO DVVT, DVTG sau gia cố tường xỉ tro bay Vỉa 7-Khu I:Tại lị nối thơng gió mức -165 Xuất khí phát tường gạch có tượng nứt vỡ - Bơm khí Nitơ vào khu phá hỏa phía sau lị chợ CO hàm lượng cao - Điều chỉnh lại mạng gió để tránh tượng rò Vỉa 10-Khu III: Tại IIK 210 lò vận tải mức -130/- gió vào khu vực cách lý 110 Xuất khí CO trở lại tháo dỡ tường chắn để khai thác Hàm lượng Oxy tường chắn giảm xuống 10% Duy trì hoạt động lị chợ CGH 7.3.1 đảm bảo an toàn điều kiện xuất khí CO sau luồng phá hỏa lị chợ Vỉa 7: Tại lò nghiêng vận tải lò chợ 7.3.1 Xuất khí CO hàm lượng cao lỗ khoan khu vực xén lị, than tụt nóng khoảng 70oC Khánh Hòa Vỉa 16: Tại lò dọc vỉa mức -183 Xuất khí Điều chỉnh lại lưu lượng gió khoan lỗ Kiểm sốt tượng xuất khí CO CO hàm lượng cao khoan có chiều sâu 2,5m vào hơng lị để bơm q trình đào lị DV -183, đảm nước làm mát bảo an toàn cho người thiết bị Vỉa 16: Tại lò dọc vỉa mức -91 Xuất khí CO - Xây tường chắn cách ly gạch lò Hàm lượng Oxy tường chắn hàm lượng cao DVPT giảm xuống 10% - Bơm khí Nitơ vào khu phá hỏa phía sau lị chợ ng Bí V9B Khu Tràng Khê II: Tại Lò chợ II-9-2 mức - Xây tường chắn cách ly gạch lò DVVT, DVTG Hàm lượng Oxy tường chắn +95/+140 Xuất khí trở lại tháo dỡ sau gia cố tường xỉ tro bay phát tường giảm xuống 10% tường chắn để khai thác gạch có tượng nứt vỡ - Bơm khí Nitơ vào khu phá hỏa phía sau lò chợ xuất phát từ kinh nghiệm nước ngồi Xem xét tới hiệu cơng tác nghiên cứu, đề xuất giải pháp phòng chống than tự cháy cho than an tra xit yếu tố cần xem xét, xác định thời gian tới Để đảm bảo an toàn sản xuất ngăn ngừa cố cháy nội sinh, thời gian tới, tác giả đề xuất định hướng nghiên cứu sau: 1) Nghiên cứu hồn thiện mảng cơng tác triển khai bao gồm: + Thứ nhất: Nghiên cứu chế ơxy hóa than antraxit, phân tích yếu tố ảnh hưởng đến q trình xy hóa than Đánh giá phân loại tính tự cháy than sở phản ứng xy hóa than, tốc độ ô xy hóa than + Thứ hai: Nghiên cứu hồn thiện biện pháp phịng–chống than tự cháy áp dụng như: • Xây dựng triệt để tường chắn cách ly khu vực kết thúc khai thác xỉ tro bay với cúp, đường lò DVVT, DVTG kết thúc khai thác • Phun trám làm kín đường lị đào 62 CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 than, khoan lên hơng lị để kiểm sốt nhiệt độ vỉa than • Ngăn ngừa oxy thẩm thấu vào vỉa than, khu khai thác cách: Thường xuyên kiểm tra, san lấp bề mặt địa hình bị sụt lún khai thác than phía gây ra; Làm tường chắn tạm bao cát với khoảng cách 10m/tường đường lò song song lò dọc vỉa vận tải theo hướng khấu lò chợ để ngăn ngừa oxy thẩm thấu vào vùng khai thác • Kiểm sốt khí CO ủ nhiệt vỉa than: Tất đường lị đào than phải khoan lên lị, hơng lị khoảng cách 10m/lỗ với chiều sâu 2,5÷3m, lắp đặt dây cảm biến nhiệt độ để kiểm soát nhiệt độ vỉa than; Lắp đặt đường ống lấy mẫu khí sau luồng phá hỏa lị chợ DVVT DVTG để đo kiểm sốt khí CO sau luồng phá hỏa lị chợ • Bơm xả khí ni tơ vào vùng khai thác: Lắp đặt so le 02 đoạn ống sắt D=42mm dọc đường lò song song dọc vỉa vận tải theo hướng khấu tất lị chợ để bơm xả khí nitơ Khi phát NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG có khí CO vùng phá hỏa lị chợ tiến hành bơm xả khí ni tơ tích cực, việc dừng bơm xả diễn khơng phát hàm lượng khí CO mẫu khí • Đề xuất giải pháp dập cháy khác áp dụng nước để chuyển giao áp dụng Việt Nam + Thứ ba: Nghiên cứu hồn thiện cơng tác lấy mẫu phân tích đánh giá dự báo sớm tượng ủ nhiệt cháy nội sinh 2) Triển khai việc nghiên cứu mang tính chủ động cơng tác phịng chống cháy nội sinh bao gồm: + Thứ nhất: Nghiên cứu sâu ảnh hưởng yếu tố nội-ngoại sinh đến tượng tự cháy than như: Tính chất than; điều kiện địa chất vỉa than (chiều dày vỉa, góc dốc vỉa, chiều sâu khai thác ), cơng tác thơng gió (tốc độ, lưu lượng gió ), cơng nghệ mở vỉa, khai thác + Thứ hai: Trên sở nghiên cứu nêu đề xuất sơ đồ công nghệ mở vỉa, khai thác phương pháp thơng gió phù hợp với khu vực vỉa than có khả tự cháy khác Ví dụ theo nhóm tác giả báo có tham khảo kết nghiên cứu số chuyên gia nước cho khu khai thác, gương lò chợ khu vực vỉa than có tính tự cháy khuyến cáo nên áp dụng sơ đồ thơng gió nghịch Cũng áp dụng sơ đồ thơng gió thuận với khu vực khấu than phải đảm bảo cách ly tốt khoảng không gian khai thác tường chắn cách ly đặc biệt KẾT LUẬN - Trước tượng cháy nội sinh xuất số mỏ miền Trung mỏ than Khe Bố số mỏ khu vực Thái nguyên Gần xảy nhiều vụ cháy nội sinh vùng Quảng Ninh Giai đoạn đầu vùng Đông Triều (Mỏ Hồng Thái), sau tiếp tục khu vực Khe Chuối (thuộc Tổng Cty Đông Bắc) Mỏ Mạo Khê - Giai đoạn đầu cố cháy nội sinh khu vực Hồng Thái với phần tư vấn chuyên gia JICA Nhật Bản TKV xử lý số giải pháp xây tường chắn cách ly, bơm khí ni-tơ, đánh ngập nước vụ cháy khống chế Giai đoạn đội ngũ kỹ thuật làm chủ công nghệ dập cháy nội sinh - Giai đoạn sau năm 2016 có phịng thí nghiệm Nghiên cứu tính tự cháy than xây dựng Trung Tâm An tồn mỏ, Viện KHCN MỏVinacomin, cơng tác nghiên cứu đưa giải pháp phòng chống cháy nội sinh triển khai có chiều sâu đưa lại số kết nêu Cơng tác nghiên cứu phịng ngừa cháy nội sinh chia mảng cơng việc sau: +Thứ mảng công tác lấy mẫu xác định tính tự cháy số thơng số liên quan cho số khu vực vỉa than mỏ than hầm lò để đánh giá sơ nguy cháy nội sinh mỏ than hầm lò Trong thời gian gần hàng năm triển khai công tác két đưa Bảng +Thứ hai mảng công tác dập cháy, xử lý cố cháy nội sinh xảy Trong mảng công tác triển khai xử lý cố, dập cháy thiết lập giải pháp phòng ngừa cháy tái diễn số khu vực mỏ nêu chi tiết bảng +Thứ ba mảng nghiên cứu dự báo sớm cháy nội sinh Trong mảng bước đầu triển khai công tác lấy mẫu phân tích nhằm phát sớm ủ nhiệt cháy nội sinh cho số mỏ số mỏ hầm lị có than tự cháy như: Mạo Khê, ng Bí, Hà Lầm, Thống Nhất….❏ TÀI LIỆU THAM KHẢO Chỉ thị 69/CT-TTĐHSX ngày 21/05/2019 việc “Thực giải pháp phòng ngừa than tự cháy” Dự án đầu tư:“Phịng thí nghiệm nghiên cứu khả tự cháy than để lập biện pháp phòng ngừa cháy nội sinh” Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin, năm 2014 Quyết định số 43/TTg ngày 14/03/2016 việc “ Phê duyệt điều chỉnh phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng phát triển đến năm 2030” Quyết định số 2958/QĐ-TKV ngày 15/12/2016về việc ban hành “Quy định hướng dẫn xây mở tường chắn cách ly mỏ hầm lò thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam” Quyết định số:1583/QĐ-TKV, ngày 25/08/2017 việc “Quy định lấy mẫu xác định mức độ tự cháy than q trình đào lị, khai thác thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam năm 2017”, Hà Nội CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 63 THƠNG GIĨ, AN TỒN VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI RESEACH ACHIEVEMENTS ON COAL SPONTANEOUS COMBUSTION AND IMPLEMENTED PREVENTION MEASURES IN THE VIETNAM ABSTRACT The paper introduces generaltly different reseaching methods for estimation the possibility of spontaneous combussion of coal seam, the methods for preventing spontaneous combussion during production process in underground coal mines in Vietnam and in the wold In the second part the paper introduces some analyses to choose the method and equipment for the work of investigating at site and estimation the possibility of spontaneus combussion of coal seam in Vietnam underground coal mines, the work of preventing spontaneus combussion accident and some achivment of this work in Vietnam In the last part the authors introduce some proposals of orientation in the reseaching work to prevent spontaneous combussion in undergroud coal mines in the future Keywords: activation energy, spontaneous combustion, spontaneous combustion level of coal Ngày nhận bài: 22/9/2020 Ngày gửi phản biện: 10/10/2020 Ngày nhận phản biện: 14/11/2020 Ngày chấp nhận đăng bài: 20/02/2021 Trách nhiệm pháp lý tác giả báo: Các tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm số liệu, nội dung công bố báo theo Luật Báo chí Việt Nam Từ khóa: lượng hoạt hóa; số tự cháy; mức độ tự cháy than, cháy nội sinh, phòng chống cháy nội sinh; dự báo sớm cháy nội sinh 64 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2021 ... dự báo, phát sớm nguy than tự cháy để đưa biện pháp phòng ngừa phù hợp b Giải pháp phòng ngừa tượng than tự cháy Trên sở kết dự báo phát sớm tượng than tự cháy, giải pháp phòng ngừa đưa nhằm ứng... độ tự cháy vỉa than bước đầu xây dựng sở liệu than tự cháy mỏ than hầm lị có lịch sử xảy tự cháy có nguy hiểm khí mê tan; Nghiên cứu triển khai áp dụng giải pháp ngăn ngừa cố cháy nội sinh mỏ than. .. tố ảnh hưởng đến q trình xy hóa than Đánh giá phân loại tính tự cháy than sở phản ứng ô xy hóa than, tốc độ xy hóa than + Thứ hai: Nghiên cứu hồn thiện biện pháp phịng? ?chống than tự cháy áp dụng