Nghiên cứu áp lực ở lò chợ vỉa dốc có chiều dày trung bình nhằm đề xuất các giải pháp điều khiển đá vách hợp lý đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác

bộ giáo dục tạo trờng đại học mỏ - địa chất -o0o - nguyễn văn tuân nghiên cứu áp lực lò chợ vỉa dốc có chiều dày trung bình nhằm đề xuất giải pháp điều khiển đá vách hợp lý đảm bảo an toàn trình khai thác luận văn thạc sĩ kỹ thuật hà nội - 2007 giáo dục tạo trờng đại học mỏ - địa chất -o0o - nguyễn văn tuân nghiên cứu áp lực lò chợ vỉa dốc có chiều dày trung bình nhằm đề xuất giải pháp điều khiển đá vách hợp lý đảm bảo an toàn trình khai thác Chuyên ngành: Khai thác Mỏ Mà số :60.53.05 luận văn th¹c sÜ kü tht ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Đỗ Mạnh Phong hà nội - 2007 lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, tài liệu nêu luận văn trung thực; luận điểm kết nghiên cứu luận văn cha đợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày 14 tháng năm 2007 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tuân mục lục Trang trang phụ bìa lời cam đoan mục lục danh mục bảng danh mục hình vẽ Mở đầu chơng 1: Đặc điểm địa chất vỉa than mỏng dày trung bình dốc đứng - Công ty than Mạo Khê 1.1 Các vỉa than cánh Bắc 1.2 Các vỉa than cánh Nam chơng 2: Tổng quan tình hình khai thác vỉa dốc Công ty than Mạo Khê 2.1 Các hệ thống khai thác đà áp dơng 2.2 C¸c hƯ thèng khai th¸c dù kiÕn áp dụng 16 2.3 Đánh giá chung hệ thống khai thác vỉa dốc đà 23 áp dụng Công ty than Mạo Khê: chơng 3: Cơ sở tính toán áp lực theo loại hình công 25 nghệ khai thác vỉa dốc áp dụng 3.1 Đặc điểm biến dạng phá hủy ®Êt ®¸ v¸ch cđa c¸c vØa 25 dèc 3.2 TÝnh toán áp lực lò chợ theo loại hình công nghệ khai 29 thác Chơng 4: Tính toán cho điều kiện vỉa Tây cánh Bắc 54 4.1 Địa chất khu vực vỉa cánh bắc 54 4.2 Đánh giá sơ công nghệ khai thác đà áp dụng 60 4.3 Công nghệ khai thác đà áp dụng: Công nghệ khai thác chia 60 cột dài theo phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản 4.4 Công nghệ khai thác xẽ áp dụng: Công nghệ khai thác 81 giới hóa sử dụng tổ hợp ANSH Kết luận kiến nghị 95 tài liệu tham khảo 97 danh mục bảng Trang Bảng 1.1 Tổng hợp trữ lợng đặc điểm địa chất vỉa than mỏng dày trung bình dốc đứng- Công ty than Mạo Khê Bảng 2.1 Các thông số công nghệ khai thác sử dụng tổ 21 hợp 2ANSH Bảng 2.2 Đánh giá HTKT đK áp dụng vỉa dốc Công ty than 24 Mạo Khê Bảng 4.1 Tổng hợp thông số địa chất vỉa Tây tầng -25/+30 56 Bảng 4.2 Tổng hợp thông số địa chất vỉa Tây cánh Bắc tầng 59 -80/-25 Bảng 4.3 Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ Kakuchi 79 Bảng 4.4 Danh mục đồng thiết bị lò chợ ¸p dơng c¬ giíi 83 hãa khai th¸c b»ng tỉ hợp dàn chống ANSH Bảng 4.5 Bố trí nhân lực sản xuất lò chợ sử dụng tổ hợp ANSH 85 Bảng 4.6 Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ sử dụng tổ hợp 93 2ANSH danh mục vẽ Trang Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống khai thác dàn chống Hình 2.2 Hệ thống khai thác buồng tắc 10 Hình 2.3 Hệ thống khai thác buồng thợng 11 Hình 2.4 Hệ thống khai thác phá nổ phân tầng tháo đáy 12 Hình 2.5 Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng tháo bên 12 Hình 2.6 Hệ thống khai thác bậc chân khay phá hoả toàn phần 13 Hình 2.7 Hệ thống khai thác bậc chân khay, chèn lò (kiểu Kakuchi 15 Nhật Bản) Hình 2.8 Hệ thống khai thác dạng phân tầng, áp dụng thiết bị khấu 16 theo nguyên lý bào cào Hình 2.9 Hệ thống khai thác phá nổ phân tầng áp dụng máy khấu 17 Combai Hình 2.10 Hệ thống khai thác phá nổ phân tầng áp dụng máy bào (cách 17 tạo gơng ban đầu) Hình 2.11 Hệ thống khai thác phá nổ phân tầng áp dụng thiết bị khấu 18 bào cào có trọng lợng 4,5-5tấn để lại dải than bảo vệ Hình 2.12 Hệ thống khai thác phá nổ phân tầng máy khấu Combai kết 18 hợp với chèn lò Hình 2.13 Sơ đồ công nghệ 2ANSH Ukraina 20 Hình 2.14 Sơ đồ nguyen lý công nghệ khai thác sử dụng tổ hợp ANSH 21 Hình 3.1 Sơ đồ phát triển phá huỷ đá vách 25 Hình 3.2 Sơ đồ tác dụng tơng hỗ vách vách trực tiếp 26 vỉa dốc đứng Hình 3.3 Sơ đồ tác dụng tơng hỗ chống khí hoá đá 28 vách Hình 3.4 Sơ đồ phân bố áp lực tác dụng lên chống lò chợ Kakuchi 30 danh mục vẽ (tiếp theo) Trang Hình 3.5 Sơ đồ tác dụng tơng hỗ dàn chống đất đá phá hoả 31 Hình 3.6 Đồ thị đặc trng phản lực dàn chống 33 Hình 3.7 Sơ đồ áp lực lên dàn chống 34 Hình 3.8 Sơ đồ tính toán áp lực mỏ hệ thống khai thác buồng 38 với điều khiển áp lực phơng pháp lu không Hình 3.9 Đồ thị thể ảnh hởng độ sâu khai thác đến 40 độ giới hạn buồng Hình 3.10 Chống giữ lò chợ vỉa dốc chống giới hoá 41 Hình 3.11 Các cố sập lở vách gơng khấu than lò chợ 43 công nghệ giới hoá đồng Hình 3.12 Đờng đặc tính chống giới hoá 44 Hình 3.13 Đo để xác định lực đỡ chống (trên) áp lực chống 45 thực tế Hình 3.14 Thời gian để mặt lộ vách cha kịp chống tAW 45 Hình 3.15 Quá trình dịch chuyển khối đá sập lở lên xà 46 Hình 3.16 ảnh hởng khoảng cách từ đầu xà đến gơng than đối 47 với sập đổ vách Hình 3.17 Khả sập đổ đá vách theo kinh nghiệm Đức 48 Hình 3.18 áp lực đẩy ngang tuyến gơng khấu 49 Hình 3.19 Sự truyền lực qua xà vào đất đá vách 49 Hình 3.20 Hệ xà tính theo % chiều dài l lần hệ xà liền 50 dầm tiến gơng vào gơng than Hình 3.21 Hệ xà tính theo % chiều dài xà l (xà có dầm tiến 51 trớc), cho lần đẩy vào gơng Hình 3.22 Quan hệ lực chống độ dịch chuyển tơng đối vách 51 danh mục vẽ (tiếp theo) Trang Hình 3.23 áp lực thc tế chống PAWE lực chống công tác PAS phụ thuộc 52 vào ¸p lùc ®iỊu chØnh cđa van thủ lùc cét chèng Hình 3.24 ảnh hởng chiều dầy tệp đất đá giả vách trực tiếp 52 mềm yếu xà chống đến nguy sụt vách Hình 3.25 Yếu tố tốc độ khấu ảnh hởng đến hệ số E vách trực tiếp 53 Hình 4.1 70 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài theo phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.2 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài theo 71 phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.3 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài theo 72 phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.4 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài theo 73 phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.5 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài theo 74 phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.6 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài 75 theo phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.7 Hộ chiếu khai thác lò chợ Công nghệ khai thác chia cột dài 76 theo phơng chèn lò toàn phần kiểu Kakuchi Nhật Bản Hình 4.8 Hộ chiếu khai thác lò chợ chia cột theo chiều dốc, phá hoả 86 toàn phần sử dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH Hình 4.9 Hộ chiếu khai thác lò chợ chia cột theo chiều dốc, phá hoả 87 toàn phần sử dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH Hình 4.10 Hộ chiếu khai thác lò chợ chia cột theo chiều dốc, phá hoả 88 toàn phần sử dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH Hình 4.11 Hộ chiếu khai thác lò chợ chia cột theo chiều dốc, phá hoả 89 toàn phần sử dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH Hình 4.12 Hộ chiếu khai thác lò chợ chia cột theo chiều dốc, phá hoả toàn phần sử dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH 90 83 Rmax = 7,6 x (3,0 + 0,305)2 x 1,0 + 3,12 = 16,9 ; TÊn x 3,0 4.4.2 Hộ chiếu chống giữ lò chợ: Căn vào áp lực mỏ lò chợ, sức chịu tải dàn chống (sức chịu tải dàn 1m2 che khắn không nhỏ 240kN/m2 sức chịu tải dàn chống không nhỏ 800kN) kinh nghiệm khai thác lò chợ sử dụng dàn chống ANSH Ucraina, chọn hộ chiếu chống giữ lò chợ nh sau: - Chiều dài lò chợ cột: 60m - Khoảng cách dàn chống: 1,0m - Số lợng dàn chống sử dụng lò chợ: 60 dàn bảng 4.4: Danh mục đồng thiết bị lò chợ áp dụng giới hóa khai thác tổ hợp dàn chống ANSH TT Tên thiết bị I Dàn tù hµnh: Dµn tù hµnh + linh kiƯn dù phòng Hệ thống thông tin liên lạc Thiết bị cảnh báo khí mêtan Trạm bơm Máy bào III Trang thiết bị kèm: Trạm biến áp phòng nổ di động Biến áp chiếu sáng áptômát áptômát 10 Rơle rò 11 Tời 12 Khëi ®éng tõ 13 Khëi ®éng tõ 14 Khëi ®éng từ IV Trang thiết bị bổ sung: 15 Cáp điện vỏ cao su mềm kV 16 Cáp điện vỏ cao su mềm kV 17 Cáp điện vỏ cao su mềm kV Mà hiệu Đơn vị Số l−ỵng 2AHЩ chiÕc 60 БAYC AC-9 CHT100-32 1AЩM bé bé tr¹m chiÕc 1 1 KT П B-400-6/0,69 AΠЩ.M.01 ABB-400 ABB-200 JYP-1(AZUR.1) 1ЛГKH ΠBP-250P ΠBP-125P ΠBP-63P tr¹m chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc chiÕc 1 3 1 1 3x95+1x10 3x70+1x10 3x50+1x10+3x4 m m m 20 160 370 84 18 19 20 21 22 23 24 Cáp điện vỏ cao su mềm kV Cáp điện vỏ cao su mềm kV Cáp ®iƯn vá cao su mỊm kV C¸p ®iƯn vá cao su mềm kV Nút bấm phòng nổ loại nút Nút bấm phòng nổ loại nút Đèn chiếu sáng phòng nổ 3x25+1x10 3x6+1x4 15x1,5 4x1,5 LA81-2 LA81-3 DGG-20/127Y Theo tiêu chuẩn nhà sản 24 Khớp nối T đờng ống xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 25 Khớp nối T đờng ống hồi xuất Khớp nối thẳng đờng ống Theo tiêu chuẩn nhà sản 26 xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 28 Khớp nối thẳng đờng ống hồi xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 29 Đờng ống L = 20m xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 30 Đờng ống hồi L = 20m xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 31 Đờng ống L = 10m xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 32 Đờng ống hồi L = 10m xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 33 Đờng ống L = 5m xuất Theo tiêu chuẩn nhà sản 34 Đờng ống hồi L = 5m xuÊt m m m m chiÕc chiÕc chiÕc 830 40 370 370 5 chiÕc chiÕc chiÕc 50 ChiÕc 50 èng 25 èng 25 èng 10 èng 10 ống 20 ống 20 Kiểm tra khả kháng lún lò chợ Căn vào đặc điểm địa chất vỉa, đá trụ Acgrilit có kả kháng lún 20 ữ120 kG/cm2 Than có khả kháng lún 20 ữ80 kG/cm2 Căn đặc tÝnh kü tht cđa dµn chèng ANSH cã c−êng độ kháng 1,0 Mpa =10 kG/cm2 Theo sơ đồ công nghệ lò chợ khai thác bám trụ, nhiên trình khai thác sảy trờng hợp lò chợ khấu bỏ trụ than Với trờng hợp này, than có khả kháng lún nhỏ 20 kG/cm2 nên hoàn toàn đáp ứng yêu cầu dàn chống, dàn chống không bị lún xuống lò 85 4.4.3 Tổ chức sản xuất lò chợ Một chu kỳ sản xuất lò chợ sử dụng tổ hợp dàn chống ANSH bao gồm công việc sau: - Khấu, di chuyển dàn, chống giữ lò chợ - Chống giữ thợng thông gió phía sau lò chợ - Bảo dỡng tổ hợp dàn chống Thời gian thực chu kỳ sản xuất ca: Hai ca thực công tác khấu than, di chuyển dàn chống chống giữ thợng thông gió; Ca thứ ba chống giữ thợng thông gió, bảo dỡng thiết bị dàn chống, loại bỏ củng cố thợng vận tải than Bảng 4.5: Bố trí nhân lực sản xuất lò chợ sử dụng tổ hợp ANSH TT Tên công việc Khấu, di chuyển dàn chống (Vận hành tổ hợp dàn ANSH Nhân lực Ca1 Ca2 Ca3 Tổng 2 - - 4 12 Sưa g−¬ng lò chợ 2 Chống giữ thợng thông gió 4 Xếp cũi lợn lò thông gió - - Củng cố lò thợng tháo than - - 3 VËn chun vËt liƯu - - 2 Thợ điện 1 Rót than lò vận tải 2 - Vận hành trạm bơm nhũ tơng 1 10 Vận hành tời manơ 1 - 11 Bảo dỡng tổ hợp dàn chống - - 2 12 Cán huy sản xuất 1 Tæng céng 14 14 14 42