Nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hóa đồng bộ cho điều kiện vỉa dốc thoải tại mỏ than khe chàm III, công ty than khe chàm TKV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LƢƠNG THANH CHUNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ CHO ĐIỀU KIỆN VỈA DỐC THOẢI TẠI MỎ THAN KHE CHÀM III, CÔNG TY THAN KHE CHÀM -TKV Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 8520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS VŨ TRUNG TIẾN HÀ NỘI- 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, tác giả thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2018 Tác giả luận văn Lƣơng Thanh Chung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I MỤC LỤC II CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT IV DANH MỤC CÁC BẢNG V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG HỢP TRỮ LƢỢNG THAN VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ THAN KHE CHÀM III 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ THAN KHE CHÀM III 1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên điều kiện kinh tế - xã hội khu mỏ 1.1.2 Đặc điểm địa chất mỏ than Khe Chàm III: 1.1.3 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất cơng trình 11 1.2 TỔNG HỢP TRỮ LƢỢNG CÁC VỈA THAN VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT MỎ THAN KHE CHÀM III 13 1.2.1 Ranh giới đối tƣợng tính trữ lƣợng 14 1.2.2 Chỉ tiêu tính trữ lƣợng, tài nguyên 14 1.2.3 Kết tính trữ lƣợng, tài nguyên 14 1.2.4 Trữ lƣợng công nghiệp 15 1.3 NHẬN XÉT 17 CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHẤU THAN BẰNG THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ CHO CÁC VỈA DỐC THOẢI TẠI MỎ THAN KHE CHÀM III 19 2.1 CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CƠ GIỚI HÓA KHAI THÁC CHO CÁC VỈA DỐC THOẢI 19 2.1.1 Các sơ đồ cơng nghệ giới hóa khai thác vỉa dốc thoải giới 19 2.1.2 Các sơ đồ công nghệ khai thác CGH vỉa dốc thoải mỏ hầm lò Việt Nam 22 2.2 PHÂN TÍCH NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ CHO ĐIỀU KIỆN VỈA THOẢI MỎ KHE CHÀM III 32 iii 2.2.1 Các điều kiện địa chất mỏ 32 2.2.2 Điều kiện công nghệ: 39 2.3 ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ ĐỒNG BỘ CHO MỎ THAN KHE CHÀM III: 46 2.4 NHẬN XÉT 48 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ KHẤU THAN BẰNG THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ CHO VỈA DỐC THOẢI CỦA MỎ THAN KHE CHÀM III 50 3.1 LỰA CHỌN KHU VỰC THIẾT KẾ: 50 3.1.1 Vị trí, điều kiện khu vực thiết kế: 50 3.1.2 Công tác chuẩn bị:: 53 3.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC 54 3.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA 55 3.3.1 Máy khấu than 55 3.3.2 Giàn chống thủy lực 57 3.4 HỘ CHIẾU CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ 66 3.4.1 Tính tốn kiểm tra Trở lực làm việc dàn chống: 66 3.4.2 Kiểm tra khả lún dàn chống xuống lò chợ 67 3.4.3 Chiều cao kết cấu lớn giàn chống（Hmax） 67 3.4.4 Chiều cao kết cấu thấp giàn chống （Hmin） 68 3.4.5 Tính tốn lƣu lƣợng gió cho lị chợ: 68 3.4.6 Tính tốn số lƣợng vật tƣ chống lò 69 3.4.7 Công tác tổ chức sản xuất: 72 3.5 TÍNH TỐN MỘT SỐ CHỈ TIÊU KTKT: 76 3.6 ĐÁNH GIÁ 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 iv CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Số TT Ký hiệu (Chữ viết tắt) Ý nghĩa (chữ viết đầy đủ) KHCN Khoa học công nghệ TNHH Trách nhiệm hữu hạn MTV Một thành viên Vinacomin KT-KT Kinh tế - kỹ thuật DVPT Dọc vỉa phân tầng PT HTKT Hệ thống khai thác PGS.TS Phó giáo sƣ, tiến sỹ 10 GTL 11 ĐCTV Địa chất thủy văn 12 ĐCCT Địa chất cơng trình 13 TCBV Tính chất bền vững 14 TCSĐ Tính chất sập đổ Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam Phân tầng Giá thủy lực v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng toạ độ mỏ Khe Chàm III theo QĐ số 1865 .3 Bảng 1.2: Bảng tổng hợp cấu tạo vỉa than mỏ Khe Chàm III Bảng 1.3: Bảng tổng hợp trung bình độ tro, tỷ trọng loại đá kẹp Bảng 1.4: Bảng tổng hợp tiêu chất lƣợng than .9 Bảng 1.5: Bảng tổng hợp kết tiêu lý vách vỉa áp lực mỏ lên lị 10 Bảng 1.6: Bảng tổng hợp kết tiêu lý trụ vỉa 10 Bảng 1.7: Bảng tổng hợp tiêu lý đá 13 Bảng 1.8: Bảng tổng hợp trữ lƣợng theo vỉa, 1000 15 Bảng 1.9: Bảng trữ lƣợng địa chất huy động (TLĐC HĐ), trữ lƣợng công nghiệp (TLCN) (Đơn vị: 1000 tấn) .16 Bảng 1.10: Phân chia trữ lƣợng địa chất từ mức +25 đến -460 mỏ than Khe Chàm III dốc thoải ≤15 độ 17 Bảng 2.1: Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lị chợ giới hóa đồng Cơng ty TNHH MTV Than Khe Chàm - TKV năm 2005 24 Bảng 2.2: Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ giới hóa đồng Cơng ty Than Hà Lầm lị chợ công suất 600.000 tấn/năm: .26 Bảng 2.3: Bảng thống kê thiết bị khai thác chủ yếu lò chợ CGH đồng 7-2.1 khu I vỉa 27 Bảng 2.4: Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ giới hóa đồng 7-2.1 khu I vỉa Công ty than Hà Lầm .28 Bảng 2.5: Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ giới hóa đồng mỏ Dƣơng Huy 29 Bảng 2.6: Bảng thống kê thiết bị khai thác chủ yếu lò chợ CGH đồng TT11-1, vỉa 11 mỏ Dƣơng Huy .30 Bảng 2.7 Bảng tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ vỉa Công ty than Vàng Danh .31 Bảng 2.8: Bảng thống kê thiết bị khai thác chủ yếu lị chợ vỉa Cơng ty than Vàng Danh .32 Bảng 3.1: Bảng thông số kỹ thuật máy khấu MG150/375W 56 vi Bảng 3.2: Bảng thông số kỹ thuật giàn chống trung gian ZFY5000/16/28 64 Bảng 3.3: Bảng thông số kỹ thuật giàn chống độ ZFG6200/17/30 .65 Bảng 3.4: Bảng thông số kỹ thuật máng cào SGZ 630/264 .65 Bảng 3.5: Bảng liệt kê thiết bị khai thác chủ yếu lò chợ CGH đồng 14.5-5 71 Bảng 3.6: Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ 14.5-5 79 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 : Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phƣơng khấu toàn chiều dày vỉa áp dụng nƣớc MỸ, CANADA, ÚC .20 Hình 2.2 Sơ đồ cơng nghệ khai thác chia lớp nghiêng, lớp trụ hạ trần thu hồi than lớp áp dụng nƣớc Liên Xô, Đông Âu cũ Trung Quốc (m ≥ 7,0 mét, α ≤ 18o) 21 Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phƣơng hạ trần than áp dụng nƣớc: Slovakia, Ba Lan, Trung Quốc ( m ≥ 7,0 mét, α ≤ 18o ) .22 Hình 2.4 Giàn chống ZZ-3200/16/26 .23 Hình 2.5 Máng cào SGZ-630/2x110 23 Hình 2.6 Máy liên hợp MG-150/375-W 23 Hình 2.7 Giàn chống tự hành ZF4400/16/28 (giàn trung gian) .25 Hình 2.8 Giàn chống tự hành ZF4800/16/28 (giàn độ) 25 Hình 2.9 Máy khấu liên hợp MG150/375-W 25 Hình 3.1: Bản đồ vi trí lò chợ 14.5-5 52 Hình 3.2: Máy khấu MG150/375W 57 Hình 3.3 Sơ đồ tƣơng đối giàn chống hạ trần thu hồi than 58 Hình 3.4 Kết cấu co duỗi thông thƣờng giàn chống 61 Hình 3.5 Kết cấu tổng thể giàn chống dầm co hoàn toàn .61 Hình 3.6 Kết cấu khe hở dầm chắn 62 Hình 3.7 Kết cấu che kín khe hở dầm chắn .62 Hình 3.8 Kết cấu che kín xà chắn dầm xà .62 Hình 3.9: Khoảng hở xà chắn giàn chống gần 63 Hình 3.10 Kết cấu che kín vách xà đỡ (chắn) giàn chống gần 63 Hình 3.11: Giàn chống trung gian ZFY5000/16/28 63 Hình 3.12: Giàn chống độ ZFG6200/17/30 .64 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống khai thác lò chợ CGHĐB thu hồi than lị chợ 14.5-5 80 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày với phát triển nhanh chóng kinh tế nhu cầu than tiêu thụ nƣớc xuất tăng nhanh thời gian tới Để thoả mãn nhu cầu trên, ngành than có quy hoạch phát triển sản lƣợng khai thác dự kiến 38 triệu vào năm 2018, tiếp tục tăng năm Tuy nhiên theo dự báo nhu cầu tiêu thụ than Việt Nam từ năm 2020 phải nhập 8÷9 triệu than Khai trƣờng khai thác than lộ thiên ngày khó khăn diện sản xuất, thời gian tới sản lƣợng khai thác lộ thiên giảm đáng kể Để hoàn thành kế hoạch đặt phải tăng tỷ lệ khai thác mỏ than hầm lò Từ yêu cầu việc phải tăng sản lƣợng khai thác để đạt công suất thiết kế 2,5 triệu tấn/năm điều kiện thực tế, diện khai thác Công ty than Khe Chàm cần tiến hành mở rộng sản xuất theo hƣớng xuống sâu Một vấn đề khó khăn áp dụng cơng nghệ nâng cao suất khai thác vỉa than dốc thoải Vì vậy, Đề tài “Nghiên cứa đánh giá khả áp dụng cơng nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm-III, Công ty than Khe Chàm- TKV.” mang tính cấp thiết nhằm đáp ứng yêu cầu sản lƣợng, trì phát triển, sản xuất ổn định Cơng ty than Khe Chàm nói riêng ngành cơng nghiệp khai khống nƣớc ta nói chung Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu khả áp dụng cơng nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm III, Công ty than Khe Chàm- TKV Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối tƣợng nghiên cứu đề tài sơ đồ công nghệ áp dụng khu vực nghiên cứu nhằm đƣa giải pháp kỹ thuật, khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm III, Công ty than Khe Chàm- TKV - Phạm vi nghiên cứu: Các khu vực vỉa than dốc thoải thuộc mỏ than Khe Chàm-III Công ty than Khe Chàm- TKV Nội dung nghiên cứu đề tài - Đặc điểm trạng khai thác vỉa than dốc thoải mỏ than Khe Chàm-III Công ty than Khe Chàm- TKV - Nghiên cứu, phân tích đánh giá trạng hệ thống khai thác vỉa dốc thoải - Đánh giá khả áp dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm-III, Công ty than Khe Chàm- TKV Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp thống kê - Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Phƣơng pháp phân tích, đánh giá - Phƣơng pháp thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết đánh giá trạng khai thác Công ty than Khe Chàm phục vụ sở xây dựng giải pháp nhằm đảm bảo an toàn sản xuất nâng cao hiệu khai thác bƣớc nâng cao sản lƣợng khai thác Công ty Nghiên cứa đánh giá khả áp dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm-III, Công ty than Khe Chàm- TKV Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn Luận văn đƣợc xây dựng sở tài liệu chuyên ngành, công trình nghiên cứu khoa học ứng dụng nƣớc (tài liệu Nga), tài liệu tham khảo thƣ viện trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Viện KHCN Mỏ - Vinacomin tài liệu thu thập Công ty than Khe Chàm- TKV Luận văn gồm: Phần mở đầu, 03 chƣơng, kết luận kiến nghị đƣợc trình bày 83 trang Luận văn đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Vũ Trung Tiến Qua tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Vũ Trung Tiến, Ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Đồng thời, tơi bày tỏ lịng biết ơn tới thầy giáo Bộ môn khai thác hầm lò, trƣờng Đại học Mỏ - Địa Chất, nhà khoa học, bạn đồng nghiệp ngƣời thân tạo điều kiện, động viên giúp đỡ hồn thành luận văn Tơi xin trân thành cảm ơn tới Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Mỏ - Địa Chất, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ mơn Khai thác hầm lị, Phịng hầm lị Viện KHCN Mỏ, cán kỹ thuật Công ty than Khe Chàm- TKV tạo điều kiện cho suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn 69 Trong đó: - q: Tiêu chuẩn khơng khí cho cơng nhân hầm lị, q = m3/ng-phút - N: Số ngƣời làm việc đồng thời lò chợ, N = 34 ngƣời Thay giá trị vào công thức đƣợc: Q2 = 136 m3/ph = 2,3 m3/s c Theo yếu tố bụi : Q3 =60 Slc Vmin Kc , m3/ph Trong : Slc : Diện tích lị chợ cần thơng gió, Slc = 8,0 m2 - Vmin = 1,2 m/s - Tốc độ gió tối thiểu qua lị chợ khơng tạo bụi, lấy theo QCVN 01/2011-BCT - Kc : Hệ số tính đến chiếm chỗ chống Kc = 0,9 Thay giá trị vào công thức đƣợc: Q3 = 518 m3/ph = 8,6 m3/s * Qua kết tính tốn chọn lƣu lƣợng gió cung cấp cho gƣơng lị chợ khai thác theo yếu tố có giá trị lớn nhất: Qlc = Q1 = 24 m3/s b, Lưu lượng cung cấp cho khu vực lò chợ Lƣu lƣợng cung cấp cho khu vực lị chợ tính theo cơng thức : Qlc = 1.1(K.QLC), m3/s Trong : 1.1- Hệ số kể đến phân phối gió khơng đồng K - Hệ số kể đến tăng sản lƣợng lò chợ, lấy K = 1.1 QLC - Lƣu lƣợng gió cho lị chợ (Qlc = 24 m3/s) Thay giá trị có: Qm = 26 m3/s 3.4.6 Tính tốn số lượng vật tư chống lị a, Tính tốn số lƣợng chống lị chợ: * Số lượng dàn chống: - Số lƣợng dàn chống cần thiết lò chợ đƣợc xác định theo công thức: Ng  Lc , (dàn) a2 - Trong đó: Lc - Chiều dài lò chợ, Lc (m); a2 - Khoảng cách dàn chống, a2 = 1,5 (m); + Giai đoạn 1: Chiều dài lị chợ L= 115,5m (tính từ lị vận tải đến mép phải lò song song đầu 14.5-5) 70 Thay vào công thức trên, ta đƣợc Ng = 77 (dàn) Trong có 74 dàn chống trung gian ZFY 5000/16/28 03 dàn chống độ ZFG 6200/17/30 (lắp phía dƣới lị Vận tải 14.5-5) + Giai đoạn (khi hợp long với thƣợng dàn chờ), L=150m Thay vào công thức trên, ta đƣợc Ng = 100, (dàn) Nhƣ vậy, lò chợ thiết kế yêu cầu sử dụng 100 dàn chống Trong có 94 dàn chống trung gian ZFY 5000/16/28 06 dàn chống độ ZFG 6200/17/30 Số lƣợng dàn chống dự phòng dàn Vậy tổng số dàn chống cần thiết 108 (dàn) * Số lượng cột thuỷ lực đơn DW 35, DW-28 xà khớp HDJB1200: Cột chống thủy lực đơn DW 35, DW-28 đƣợc sử dụng trình lắp đặt, tháo dỡ dàn chống máy khấu Sau đó, trình khai thác đƣợc sử dụng để chống tăng cƣờng ngã ba lò chợ với lò chuẩn bị xử lý cố Để chống tăng cƣờng vị trí ngã ba phía trƣớc gƣơng lị chợ vùng chịu ảnh hƣởng áp lực tựa khoảng 10  15 m tính từ vị trí gƣơng lị chợ, thiết kế bố trí gánh tăng cƣờng sử dụng cột chống thủy lực đơn, xà hộp xà khớp, chống gánh trực tiếp lên chống lị thơng gió, lị vận tải lò chợ 14.5-5 - Số lƣợng xà khớp HDJB1200 lò chuẩn bị lò chợ nhƣ sau: + Lị thơng gió lị chợ: (hàng) x 15 (m/hàng): 1,2 (m/xà) = 25 xà + Lò vận tải lò chợ: (hàng) x 15 (m/hàng): 1,2 (m/xà) = 25 xà - Số lƣợng xà hộp HDFBC-3600 lò chuẩn bị lị chợ nhƣ sau: + Lị thơng gió lò chợ: 10 xà + Lò vận tải lò chợ: 10 xà + Tổng xà khớp kim loại HDJB 1200 xà hộp HDFBC 70 xà - Số lƣợng cột DW 35 (cột DW-28): + Chống tăng cƣờng lị thơng gió, lị vận tải: 50 xà: 1cột/xà = 50 cột + Xử lý cố trình khai thác đƣợc chọn theo kinh nghiệm khai thác lị chợ có điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ tƣơng tự là: 20 cột + Vậy, số cột DW 35, DW-28 cần thiết tính dự phịng 10% là: (50 + 20) x 1,1 = 77 cột, làm tròn 80 cột 71 Bảng 3.5: Bảng liệt kê thiết bị khai thác chủ yếu lò chợ CGH đồng 14.5-5 TT Tên thiết bị Mã hiệu Đặc tính kỹ thuật chủ yếu Số Ghi lƣợng 01 25 Chiều cao khấu 1.6~2.85m, chiều sâu Máy khấu than MG150/375- khấu 600mm, tốc độ kéo 0~6m/min, WD công suất khấu 375KW, điện áp 1140V Chiều cao chống giữ 1.6~2.8m ,lực Dàn chống trung gian ZFY5000/16/28 cản làm việc 5000kN, khoảng cách dàn chống 1.5m, cƣờng độ 94 16,7 chống giữ 0.729~0.75Mpa Chiều cao chống giữ 1.7~3.0m, lực Dàn chống độ cản làm việc 6200kN, khoảng cách ZFG6200/17/30 dàn chống 1.5m, cƣờng độ 06 20,5 chống giữ 0,74  0,79MPa Máng cào uốn Máy chuyển tải Băng tải co giãn Trạm bơm nhũ hóa Trạm phun sƣơng SGZ630/264 SZZ730/132 Công suất 264kW, điện áp 1140/660V, suất 450t/h Năng suất 700t/h, công suất 132kW, điện áp 1140/660V, chiều dài L=42m 02 01 Năng suất 400t/h, công suất 40KW, B-800 tổng chiều dài 365m, điện áp 02 1140/660V bơm thùng nhũ hóa, BRW315/31.5 áp lực 31.5MPa , 01 Công suất 200kW, điện áp 1140V bơm lọc, lƣu lƣợng BPW320/10M 320L/min, áp lực 10MPa, công suất 01 x 75kW, điện áp 1140V Cột TLĐ DW-28(DW-35) 80 10 Xà khớp HDJB 1200 50 11 Xà hộp HDFBC-3600 20 4,4 72 3.4.7 Công tác tổ chức sản xuất: Tổ chức cơng việc lị chợ khai thác CGH đồng 14.5-5 vỉa 14.5 đƣợc tiến hành nhƣ sau: Một luồng khấu khai thác bao gồm công việc: công tác khấu, chống, hạ trần thu hồi than lị chợ với tiến độ 0,6 m/luồng, thu hồi chống lị vận tải, lị thơng gió Cơng tác kiểm tra, bảo dƣỡng thiết bị CGH lò chợ đƣợc thực vào đầu ca làm việc Bao gồm: kiểm tra tình trạng kỹ thuật, bảo dƣỡng sửa chữa thay phụ tùng cần cho máy khấu than, dàn chống, máng cào, máy chuyển tải, băng tải, thiết bị điện toàn hệ thống bơm dung dịch nhũ hóa, hệ thống lọc bụi, hệ thống cung cấp điện, hệ thống cấp nƣớc, hệ thống cảnh báo khí mê tan, kiểm tra áp lực dàn chống Các công việc cụ thể chu kỳ khai thác nhƣ sau: A Khấu tạo khám lò chân (khấu tạo khám lò đầu tiến hành tƣơng tự): Máy khấu vị trí chân lị chợ CGH trình tự bƣớc khấu tạo khám tiến hành theo bƣớc sau: Bƣớc 1: Hạ chắn dàn chống tiếp giáp tang khấu trên, đồng thời tiến hành di chuyển Máy khấu lên phía lị đầu CGH Bƣớc 2: Khi tang khấu qua, tiến hành đẩy chắn mặt gƣơng dàn chống lên đỡ phần than vừa khấu Bƣớc 3: Máy khấu di chuyển đến vị trí cách vị trí tiếp giáp lị chân khoảng 25 -:- 30m dừng máy khấu, đảo chiều tang khấu Bƣớc 4: Đẩy máng cào trƣớc đồng thời tiến dàn chống máng cào sau tƣơng ứng, hồn tất cơng tác khấu tạo khám B Khấu thƣờng kỳ: Bƣớc 1: Sau tạo khám khấu hoàn thiện tiến hành hạ chắn dàn chống tiếp giáp tang khấu trên, đồng thời tiến hành di chuyển máy khấu quay lại phía lò chân cắt nốt phần tam giác than lại Bƣớc 2: Khi tang khấu qua, tiến hành đẩy chắn mặt gƣơng dàn chống lên đỡ phần than vừa khấu Bƣớc 3: Máy khấu di chuyển xuống lò chân tiến hành đảo chiều tang khấu, chuẩn bị di chuyển lên phía lị đầu Bƣớc 4: Hạ chắn dàn chống tiếp giáp tang khấu trên, đồng thời tiến 73 hành di chuyển Máy khấu lên phía lị đầu CGH Bƣớc 5: Đẩy máng cào trƣớc đồng thời tiến dàn chống tƣơng ứng Bƣớc 6: Điều khiển máy khấu cắt than đến đầu lò chợ dừng lại đảo chiều tang khấu, chuẩn bị tiến hành khấu luồng Bƣớc 7: Dùng tay điều khiển dàn chống thực nâng hạ xà sau, chắn đá số 1, đẩy thu chắn đá số để thu hồi, hạ trần than Cơng tác thu hồi thực từ dƣới lên trên, vị trí thu hồi tạo 02 cửa tháo than Trong trình thu hồi than cửa tháo than thấy đá tràn xuống dừng lại đẩy chắn đá ra, di chuyển đến cửa tháo than Thực tƣơng tự đá tràn xuống Có thể thực nhiều lần 02 cửa tháo than để thu hồi triệt để than Bƣớc 8: Khi thu hồi, hạ trần than xong, vệ sinh luồng máng cào sau từ dàn chống đến máng cáo Sử dụng tay điều khiển dàn chống kéo máng cào sau luồng gƣơng Thực bƣớc tƣơng tự khấu tạo khám lò đầu khấu thƣờng kỳ luồng hoàn tất chu kỳ khai thác lò chợ CGH * Thành lập đội thợ - Số công nhân cần thiết để thực cơng tác lị chợ đƣợc xác định theo cơng thức: Ni  Ki , ngƣời/ca Di Trong đó: Ki- Khối lƣợng công việc thứ i Di- Định mức công việc thứ i - Thời gian thực công việc Ti  N i T  ; (h) N itt H vm Trong đó: Ni- Số ngƣời cần thiết hồn thành công việc thứ i theo định mức T- Thời gian ca sản xuất Nitt- Số ngƣời thực tế hồn thành cơng việc thứ i Hvm- Hệ số vƣợt mức công việc - Hệ số sử dụng thời gian 74 75 76 3.5 TÍNH TỐN MỘT SỐ CHỈ TIÊU KTKT: Sản lƣợng than khấu gƣơng luồng: Qk = L x mk x k x r x , (T) Trong đó: L - Chiều dài trung bình lò chợ, L = 115,5 (m); r - Tiến độ luồng khấu, r = 0,63 (m); mk - Chiều cao khấu, mk = 2,6 (m);  - Thể trọng than,  = 1,644 (T/m3); k - Hệ số khai thác than, k = 0,95; Thay số ta đƣợc: Qk = 295 (T) Sản lƣợng than hạ trần luồng: Qth = L x h x r x  x kt, (T) Trong đó: h - Chiều dày lớp than hạ trần, h = 5,4 (m); kth - Hệ số thu hồi than nóc, kth = 0,75 Thay số ta đƣợc: Qth = 484 (T) Sản lƣợng than khai thác luồng: Ql = Qk + Qth = 295 + 484= 779 (T) Sản lƣợng than khai thác chu kỳ: Qck = nl x Ql x kc ; (T) Trong đó: nl - Số luồng khấu chu kỳ, nck = (luồng); kc - hệ số hoàn thành chu kỳ, k = 0,9 Thay số ta đƣợc: Qck = x 779x 0,9 1402 (T) Sản lƣợng lò chợ ngày đêm: Qng-đêm = Qck x nck; (T/ng.đêm) Trong đó: nck- Số chu kỳ ngày đêm, nck = 1,5 (Chu kỳ/ng.đêm) Thay số ta đƣợc: Qng.đ = 1402 x 1,5 = 2103 (T) Sản lƣợng lò chợ tháng: Qtháng = Qng.đ x nt (T) Trong đó: nt - Số ngày làm việc tháng, nt = 25 (ngày) Thay số ta đƣợc: Qtháng = 2103 x 25 = 52575 (T) 77 Cơng suất lị chợ: Qnăm = Qtháng x nth x kcd, (T/năm) Trong đó: nth - Số tháng làm việc năm, nth = 12 (tháng) kcd - Hệ số tính đến thời gian chuyển diện thời gian dừng sản xuất yếu tố khác Theo kế hoạch khai thác lò chợ CGH 14.5-5 khai thác từ tháng năm 2018 đến hết quý II năm 2017 kết thúc Do kcd = (12-0)/12= Thay số ta đƣợc: Qnăm = 52 575 x 12 x = 630 900 (T/năm), Lấy Qnăm = 600.000 (T/năm) Trữ lƣợng than khu vực khai thác: Qkv = Q1xLp/0,6 (tấn than) Trong đó: Ql - Sản lƣợng than luồng khấu, Q1 = 779 (ngày) Lp – Chiều dài lò chợ theo phƣơng, L = 333m Thay số ta đƣợc: Qkv = 779x333/0,63  411 757 (T) Thời gian khai thác lò chợ Tlc = Qkv/ Qtháng = 411 757/52 575  (tháng) Theo tính tốn sau tháng tiến hành chuyển diện lò chợ nhiên Quý II năm 2018 vừa tiến hành khấu vừa học tập công nghệ nên sản lƣợng khơng đạt theo tính tốn dự kiến đến tháng năm 2017 tiến hành chuyển diện Tiến độ khấu bình quân tháng Tbq = Qtháng * r/ Ql = 52 575*0,6/779  40,5(m/tháng) 10 Năng suất lao động trực tiếp lò chợ: NSLĐ = Qngđ/Ncn;(T/cơng) Với: Ncn - Số cơng nhân bố trí làm việc dây chuyền; Ncn.KT = 102 (ngƣời) Cụ thể số ngƣời nhƣ sau: NSLĐ = 2103/102= 20,6 (T/công) 11 Chi phí dầu nhũ hố cho 1000T than khai thác - Khối lƣợng dung dịch nhũ hóa cấp cho lò chợ hàng tháng bổ sung theo định kỳ Thùng dung dịch trạm bơm nhũ hóa dây chuyền có dung tích 2500 lít, tháng bổ sung 02 lần, lần 200 lít dung dịch Tỷ lệ dầu nhũ hóa với nƣớc 5%: 95% 78 Nhƣ tháng chi phí dung dịch để thay cho tháng là: 400 lít x 5% = 20 lít/ tháng - Ngồi lƣợng dung dịch nhũ hóa cần cung cấp cho dàn chống tự hành, máy khấu, thiết bị vận tải lò vận tải phải cung cấp để chống tăng cƣờng ngã ba lò chợ, chu kỳ cần di chuyển 14 cột thủy lực đơn (tại ngã ba lò đầu, lò chân đƣợc chống tăng cƣờng), lần di chuyển cột cần lít dung dịch) Nhƣ lƣợng dầu nhũ hóa cần thiết để chống tăng cƣờng ngã tháng tính hao hụt 10% là: 1,1 x 14 (cột/luồng) x (luồng/ngày) x 25 (ngày/tháng) x (lít/cột) x 5% = 288 lít/tháng - Hao hụt khác: 10% x (20+288)= 30,8 lít/ tháng Tổng chi phí dầu nhũ hóa cho tháng là: 20 + 288 + 30,8 = 338,8 lít/tháng, lấy trịn 340 lít/ tháng Sản lƣợng khai thác tháng là: 52 575 tấn/tháng Vậy chi phí dung dịch nhũ hố cho 1000T than là: CDD = (340/52 575) x 1000= 6,5 lít/1000 12 Chi phí nƣớc pha cấp dịch: - Khối lƣợng nƣớc phục vụ pha cấp dịch là: 6460 lít/tháng 13 Chi phí mét lị chuẩn bị cho 1000T than khai thác Ccb = Lcb  1000; m / 1000T  Trong đó: Qcn Lcb - Tổng số mét lị khai thơng chuẩn bị lị chợ CGH , Lcb = 850 m; Qcn- Tổng trữ lƣợng huy động lò chợ CGH , Qcn = 411 757 T; Vậy: Ccb = 850/411 575 x 1000 2m/ 1000 14 Chi phí khấu cho 1000 T Theo kinh nghiệm khai thác, chi phí khấu dao động chiếc/1000T than khai thác phụ thuộc vào độ cứng than đất đá kẹp vỉa Với đặc điểm cấu tạo than đất đá Công ty than Khe Chàm tạm tính chi phí khấu chiếc/1000T 79 Bảng 3.6: Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ 14.5-5 Tên tiêu TT Đơn vị Số lƣợng Chiều dày vỉa trung bình m 8,0 Góc dốc vỉa trung bình độ 15-:- 18 Chiều dài theo phƣơng khấu m 333 Chiều cao khấu gƣơng m 2,6 Chiều dày lớp than hạ trần m 5,4 Chiều dài lò chợ theo hƣớng dốc m 115,5 Thể trọng than T/m3 1,644 Hệ số khai thác - 0,95 Hệ số thu hồi than hạ trần - 0,75 10 Số luồng khai thác chu kỳ luồng 11 Sản lƣợng khai thác than luồng khấu T 779 12 Sản lƣợng khai thác than chu kỳ T 1558 13 Số ca làm việc ngày đêm Ca 14 Hệ số hoàn thành chu kỳ - 0,9 15 Sản lƣợng than khai thác ngày đêm T 2103 16 Hệ số tính đến thời gian chuyển diện - 17 Sản lƣợng than khai thác tháng T 52 575 18 Cơng suất khai thác (làm trịn) T/năm 600000 19 Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000 lít 6,5 20 Số cơng nhân lao động ngày đêm Ngƣời 102 21 Năng suất lao động trực tiếp T/cơng 20,6 22 Chi phí mét lị chuẩn bị cho 1000T m 23 Chi phí khấu cho 1000T Chiếc 80 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống khai thác lị chợ CGHĐB thu hồi than lị chợ 14.5-5 81 3.6 ĐÁNH GIÁ Trên sở đánh giá kết đạt đƣợc trình triển khai cơng nghệ giới hóa khai thác sử dụng giàn chống ZFY5000/16/28 kết hợp máy khấu than MG150/375-WD máng cáo trƣớc, máng cào sau SGZ630/264 vỉa 14.5 kết phân tích thời gian sản xuất nhƣ cố thƣờng gặp trình áp dụng, luận văn xây dựng biểu đồ tổ chức sản xuất, bố trí nhân lực tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật cho phù hợp với điều kiện thực tế khai thác vỉa 14.5 với công suất lị chợ là: 600.000 tấn/năm Tuy cơng suất lị chợ chƣa cao, song điều kiện vỉa than mềm yếu, cám bóp, dễ tụt lở chấp nhận đƣợc Do ảnh hƣởng yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ (cấu tạo vỉa, chiều dày vỉa, đặc điểm tính chất đá vách trực tiếp, v.v.) nên thƣờng xảy tình trạng lị chợ bị rỗng lở gƣơng, giàn chống di chuyển chậm khó di chuyển giàn chống chính, đá vách yếu di chuyển giàn chống sang luồng đá vách, than dễ bị tụt lở Để khắc phục tƣợng trình khai thác, luận văn nghiên cứu đề xuất số giải pháp kỹ thuật q trình áp dụng cơng nghệ giới hóa khai thác Trên sở kinh nghiệm khai thác vỉa than dốc thoải thể giới nhƣ vùng mỏ Quảng Ninh thời gian vừa qua đồng thời vào trạng khai thác vỉa than dày, dốc thoải khu mỏ Khe Chàm III, luận văn rút số kết luận sau : - Đối với vỉa than dày thu hồi than cơng tác lựa chọn giàn chống quan trọng cần lựa chọn loại giàn chống chỉnh thể, có chân cột chống, cửa tháo than phía sau - Lựa chọn loại máy khấu phù hợp với giàn chống Máng cào lò chợ phải máng cào để q trình thu hồi than khơng ảnh hƣởng đến q trình khấu than trƣớc gƣơng - Hệ thống vận tải đồng phù hợp với sản lƣợng bao gồm : Máng cào trƣớc lò chợ, máng cào sau lò chợ, cầu chuyển tải, hệ thống vận tải chung, tránh tƣợng ách tắc 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Luận văn tiến hành đánh giá tổng hợp trữ lƣợng đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ khu vực vỉa dốc thoải ≤15 độ mỏ than Khe Chàm III theo mức khai thác thăm dò địa chất với tổng trữ lƣợng địa chất khu vực vỉa dốc thoải ≤15 độ đƣợc xem xét đánh giá 18,2 triệu Đây trữ lƣợng tài nguyên lớn cần phải áp dụng công nghệ khai thác tiên tiến để nâng cao hiểu khai thác; Tác giả phân tích đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến việc ứng dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện mỏ Khe Chàm III Cụ thể nhóm yếu tố điều kiện địa chất –mỏ yếu tố mặt kỹ thuật cơng nghệ, từ đó, khẳng định thêm đƣợc sở việc ứng dụng giới hóa cho khu vực vỉa thoải mỏ Khe Chàm III hoàn toàn khả thi; Trên sở bảng tổng hợp trữ lƣợng bảng 1.10, tác giả đề xuất lựa chọn đƣợc công nghệ khai thác giới hóa đồng hợp lý cho khu vực vỉa thoải, chiều dày 3.5m; Đối với vỉa dày, dốc thoải mỏ than Khe Chàm III áp dụng cơng nghệ giới hóa đồng khấu than máy khấu MG 150/375 chống giữ giàn khí hóa ZFY5000/16/28, lị chợ trụ hạ trần thu hồi than sử dụng 02 máng cào trƣớc sau SGZ 630/264 có hiệu cao, luận văn tiến hành tính tốn áp dụng thử nghiệm cho điều kiện lò chợ 14.5-5 vỉa 14.5, kết cho thấy: - Sản lƣợng: 50 000 tấn/tháng, tăng 2,7 lần so với công nghệ giá khung - Năng suất lao động: 20,6T/công, tăng 2,67 lần so với cơng nghệ giá xích - Trong q trình đào lị chuẩn bị nhƣ khấu tiến gƣơng vỉa than mềm yếu, dễ tụt lở phải tiến hành khoan ép nƣớc gia công vỉa than lỗ khoan dài lỗ khoan ngắn Kiến nghị: Qua kết nghiên cứu luận văn, tác giả đề nghị Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống Sản Việt Nam nói chung Cơng ty than Khe Chàm nói riêng cần phải đẩy mạnh áp dụng cơng nghệ khai thác CGHĐB cho vỉa dày dốc thoải nhằm nâng cao hiệu khai thác cải thiện điều kiện làm việc nâng cao suất lao động Đánh giá xác định tỷ mỷ điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ trƣớc áp dụng công nghệ vào thực tế sản xuất Trên sở đó, tiến hành tính tốn xây dựng thơng số lị chợ, quy trình khai thác chống giữ sơ đồ công nghệ cho phù hợp với điều kiện thực tế 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong NNK (2002), Mở vỉa khai thác hầm lò (cho lớp cao học khai thác mỏ), Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Nhƣ Hùng (2002), Nguyên lý thiết kế mỏ Hầm lò, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội Võ Trọng Hùng, Phùng Mạnh Đắc (2005), Cơ học đá ứng dụng xây dựng cơng trình ngầm khai thác mỏ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đỗ Anh Sơn, Vũ Trung Tiến, Bùi Mạnh Tùng, Phạm Đức Hƣng, Nguyễn Phi Hùng (2015), Bài giảng cơng nghệ khai thác giới hóa đồng hạ trần thu hồi than nóc, Trƣờng Đại học Mỏ- Địa Chất, Hà Nội Trần Văn Thanh, Vũ Đình Tiến (2002), Cơng nghệ khai thác than Hầm lị, Nhà xuất Giao thông Vận tải Hà Nội Trần Văn Thanh (2004), Giáo trình Cơng nghệ khí hóa khai thác than Hầm lò, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Vũ Đình Tiến (2004), Giáo trình Cơ sở khai thác mỏ Hầm lị, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội ... Khe Chàm- III Công ty than Khe Chàm- TKV - Nghiên cứu, phân tích đánh giá trạng hệ thống khai thác vỉa dốc thoải - Đánh giá khả áp dụng cơng nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải. .. công nghệ nâng cao suất khai thác vỉa than dốc thoải Vì vậy, Đề tài ? ?Nghiên cứa đánh giá khả áp dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm- III, Công ty than. .. nghiên cứu đề tài Nghiên cứu khả áp dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng cho điều kiện vỉa dốc thoải mỏ than Khe Chàm III, Công ty than Khe Chàm- TKV Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối