Đang tải... (xem toàn văn)
Phần 2 của giáo trình Công nghệ khai thác than hầm lò tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: công nghệ khai thác bằng thủ công kết hợp với khoan nổ mìn; quy trình công nghệ và xử lý công nghệ trong lò chợ; công nghệ khai thác cơ giới hóa; một số công nghệ khai thác khác;... Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƢƠNG 4: CÔNG NGHỆ KHAI THÁC BẰNG THỦ CÔNG KẾT HỢP VỚI KHOAN NỔ MÌN 4.1 Đại cƣơng cơng nghệ khai thác Cơng nghệ khai thác than đƣợc thực phƣơng pháp thủ công, khoan nổ mìn, khí, thuỷ lực, cơ-thuỷ lực Việc lựa chọn phƣơng pháp khấu trƣớc hết phụ thuộc vào tính chất than lớp đá vây quanh, đồng thời phụ thuộc vào yêu cầu chất lƣợng than chi phí để khai thác Độ ổn định đá vách trụ có ảnh hƣởng lớn tới việc lựa chọn phƣơng pháp khấu than Nếu cố gắng nâng cao lực máy khai thác khơng đủ để tách phá than, cần phải làm tơi sơ vỉa than phƣơng pháp khoan nổ mìn Q trình khấu than khơng bao gồm việc phá vỡ than, mà xúc bốc than Những q trình đƣợc thực hay nhiều loại máy khác nhau, đồng thời hay nối tiếp phụ thuộc vào điều kiện địa chất mỏ công nghệ khai thác vỉa dốc đứng không cần phải xúc bốc than trình khấu cịn phá vỡ than Cũng nói nhƣ phƣơng pháp khai thác than sức nƣớc Việc khấu than phƣơng pháp khí đƣợc áp dụng phổ biến Nó đƣợc thực gƣơng lò chợ dài gƣơng lò ngắn (buồng, buồng-cột ) Tất nhiên, phổ biến gƣơng lò dài Phụ thuộc vào phƣơng pháp khấu, gƣơng lị chợ có dạng thẳng hay dạng bậc Cần phân biệt khấu rộng khấu hẹp Khi việc tách phá than gƣơng đƣợc tiến hành theo dải rộng m, đƣợc gọi khấu rộng Nếu chiều rộng dải khấu khơng vƣợt q m, khấu hẹp Việc tách phá than lị chợ thực đồng thời chiều dài gƣơng lò, điểm di chuyển liên tục dọc theo gƣơng lò Sơ đồ khấu than với phận cơng tác hoạt động tồn mặt gƣơng hƣớng khấu trùng với hƣớng dịch chuyển gƣơng đƣợc gọi khấu trực diện Sơ đồ cho phép thực hình thức tổ chức cơng tác cách liên tục, với số công đoạn tối thiểu mức độ khí hố cao - 86 - Sơ đồ khấu than máy khai thác di chuyển dọc gƣơng lị, thẳng góc với hƣớng dịch chuyển nó, đƣợc gọi khấu từ sƣờn Đặc điểm cơng đoạn, cho phép hồ đồng q trình lị chợ, tạo khả áp dụng chống tự hành khí hố với suất cao Khác với sơ đồ khấu trực diện, tổ chức công tác theo cách liên tục Ngồi ra, cịn có sơ đồ khấu than hỗn hợp, cơng đoạn tự tạo rạch đƣợc tiến hành theo hƣớng dịch chuyển gƣơng, việc trực tiếp khấu than lại theo hƣớng thẳng góc với 4.2 Sơ đồ cơng nghệ dùng khoan nổ mìn vỉa dốc thoải nghiêng, mỏng dày trung bình 4.2.1 Sơ đồ cơng nghệ lị chợ sử dụng chống gỗ Sơ đồ cơng nghệ bao gồm khâu công việc: tách phá than phƣơng pháp khoan nổ mìn, xúc bốc than thủ công, vận tải than máng cào hay máng trƣợt, chống giữ lò chợ phá hoả đá vách chống gỗ, số cơng tác phụ khác Các khâu công việc đƣợc xếp chu kỳ lị chợ Thơng thƣờng, than gƣơng lò chợ đƣợc tách phá theo phƣơng pháp nổ lỗ mìn nhỏ Khi đó, dải khấu lò chợ đƣợc chia thành nhiều đoạn; chiều dài đoạn lò chợ đƣợc chọn khoảng từ 10 50 m tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể Thứ tự nổ đoạn gƣơng dài 1050 m thƣờng nối tiếp, lần lƣợt đoạn theo chiều từ dƣới lên trên, ngƣợc chiều dốc; đoạn gƣơng dài 1020 m, nổ đồng thời hai ba đoạn với khoảng giãn cách định Khi nổ lần lƣợt đoạn lò chợ, sau nổ đoạn cần tiến hành xúc bốc vận chuyển than khấu đƣợc đoạn Xúc bốc đến đâu, phải thực sửa gƣơng, dọn dựng chống gần gƣơng đến Khi công việc nêu kết thúc đoạn, tiến hành nổ mìn đoạn Trình tự đƣợc lặp lặp lại khấu hết than luồng, chiều dài lị chợ Cơng tác khoan lỗ khoan đoạn gƣơng thƣờng đƣợc bố trí song song với trình khấu chống đoạn gƣơng lân cận Khi nổ mìn tách phá than, phần than rời nhờ sức nổ đƣợc chất lên thiết bị vận tải lò chợ, phần lớn than lại cần đƣợc xúc bốc thủ công - 87 - Để vận tải than, lò chợ thƣờng lắp đặt máng cào góc dốc nhỏ 25o, cịn góc nằm khoảng 2540o, cần trang bị cho lò chợ loại thiết bị vận tải đơn giản máng trƣợt Để kết thúc chu kỳ lò chợ sau dải khấu, trƣớc tiên cần di chuyển thiết bị vận tải lị chợ phía gƣơng lị mới, sau tiến hành phá hoả đá vách Nếu thiết bị vận tải máng trƣợt việc di chuyển đơn giản: tháo rời đoạn máng, chuyển chúng sang luồng ráp lại với Với máng cào phức tạp nhiều: phải tháo hệ thống xích kéo cào, tháo rời đầu truyền động đoạn khung máng, di chuyển thành phần đƣợc tháo dỡ sang luồng lắp ráp trở lại Quá trình địi hỏi nhiều thời gian sức lao động Q trình phá hoả đá vách lị chợ đƣợc thực theo hai cách Trong đó, cách thứ chống phá hoả đƣợc tháo dỡ, di chuyển lắp đặt vị trí mới, lần lƣợt theo trình tự định Bƣớc di chuyển chống phá hoả bƣớc phá hoả đá vách Đá vách sập đổ sau thu hồi loại bỏ chống gần gƣơng cịn nằm lại phía sau lị chợ A A A A B-B B B Hình 4.1: Sơ đồ lò chợ dốc nghiêng, khấu than phƣơng pháp khoan nổ mìn Trong cách thứ hai, trƣớc tiên cần thiết lập hàng chống phá hoả dọc lị chợ, cách hàng cũ khoảng bƣớc phá hoả Sau đó, tiến hành - 88 - thu hồi chống phá hoả cũ chống gần gƣơng bị nằm lại phía sau để phá hoả đá vách Phƣơng pháp thƣờng đƣợc áp dụng vách trực tiếp lò chợ loại đá có liên kết kém, dễ dễ phá hoả Trong phá hoả lò chợ, cần ý tới việc phá hoả đá vách vùng tiếp giáp lò chợ lò chuẩn bị Thơng thƣờng, việc phá hoả mức thơng gió lị chợ đƣợc tiến hành đồng thời với q trình phá hoả lò chợ Còn dƣới mức vận tải khơng nhƣ vậy, thƣờng xuyên tồn phần “đuôi” thiết bị chuyển tải (thƣờng máng cào), nằm lọt vào khoảng trống khai thác phía sau lị chợ Chính vậy, bƣớc phá hoả vùng tiếp giáp hoàn toàn phụ thuộc vào bƣớc co ngắn thiết bị chuyển tải, thƣờng vài ba lần bƣớc phá hoả lò chợ Khi sử dụng chống gỗ lị chợ, chu kỳ sản xuất cần phải chuyển vào lò chợ khối lƣợng gỗ đáng kể Nếu chuyển khối lƣợng lần rải lò chợ, cản trở cơng việc khác, mặt khác sức cản gió lị chợ gia tăng Vì vậy, lƣợng gỗ cần cấp cho chu kỳ thƣờng đƣợc chia làm nhiều phần đƣợc đƣa dần vào lò chợ thời điểm khác Để lợi dụng độ dốc lị chợ tránh làm cản trở công việc mức vận tải, vật liệu gỗ đƣợc chuyển đến lò chợ theo lị dọc vỉa thơng gió từ đƣợc đƣa xuống lị chợ xi theo chiều dốc Để làm thí dụ cho cơng nghệ này, chọn lị chợ có điều kiện nhƣ sau: - Chiều dày vỉa m - Góc dốc vỉa 25o - Chiều dài lò chợ 100 m - Tiến độ chu kỳ lò chợ m - Thiết bị vận tải lò chợ Máng trƣợt - Thiết bị vận tải lò song song Máng cào Sơ đồ lị chợ đƣợc thể hình vẽ 4.1 Với điều kiện nêu trên, tổ chức cơng tác chu kỳ lị chợ bố trí cơng nhân lị chợ theo biểu đồ đƣợc thể hình 4.2 - 89 - Ký hiệu a - Biểu đồ tổ chức cơng tác lị chợ Chiều Ca I Ca II dài lò chợ (m) 11 13 15 17 19 21 Nạp, nổ mìn, thơng gió Xúc bốc, sửa gƣơng, dọn nền, chống lị Khoan lỗ mìn Chuyển gỗ Chuyển máng trƣợt Xếp cũi Phá hoả đá vách TT Ca III 23 100 75 50 25 b - Biểu đồ bố trí nhân lực lị chợ Số cơng nhân tổng Ca I Ca II Ca III Công việc ca ca số 11 13 15 17 19 21 23 ca I II III c.nh Nạp, nổ mìn, thơng gió (3) (3) - (6) Xúc bốc, s.g, d.n, 14 14 - 28 chống lị Khoan lỗ mìn 3 Chuyển gỗ 5 (22) 10 Chuyển máng trƣợt - - 4 Xếp cũi - - 18 18 Phá hỏa đá vách - - (22) (22) Cộng 22 22 22 66 Hình 4.2: Thí dụ tổ chức sản xuất lò chợ dốc nghiêng Từ biểu đồ tổ chức thấy rằng, chu kỳ lị chợ đƣợc hồn thành ngày-đêm với ba ca sản xuất, có hai ca dành để khấu than chống lò, ca thứ ba đƣợc dùng để thực công tác kết thúc chu kỳ Để áp dụng tách phá than phƣơng pháp khoan nổ mìn, gƣơng lị chợ dài 100 m đƣợc chia thành bốn đoạn, đoạn 25 m Các đoạn lò chợ đƣợc khấu chống lần lƣợt theo thứ tự từ dƣới lên Trong thí dụ, ca khấu than khấu chống đƣợc hai đoạn lò chợ Trừ khoảng thời gian thực nạp mìn, nổ mìn thơng gió sau nổ, phần lớn thời gian ca khấu than có ba nhóm cơng nhân lị chợ đảm nhận cơng việc khác Nhóm thợ lớn thực việc xúc bốc than, sửa gƣơng, dọn dựng chống gần - 90 - gƣơng phạm vi đoạn lò chợ Trong đó, nhóm thợ thứ hai đảm nhận việc khoan lỗ mìn đoạn gƣơng kế tiếp, cịn nhóm thợ thứ ba tiến hành vận chuyển vật liệu gỗ từ mức thơng gió xuống lị chợ Trong ca thứ ba, cơng việc kết thúc chu kỳ lị chợ đƣợc tổ chức nhƣ sau Ngay từ đầu ca, lƣợng vật liệu gỗ cần đƣa vào lò chợ ca đƣợc đội thợ ca tham gia vận chuyển Sau đó, họ đƣợc chia thành hai nhóm, nhóm thực việc di chuyển máng trƣợt sang gƣơng lị mới, cịn nhóm đảm nhận việc xếp hàng chồng cũi phá hoả Khoảng cách hai hàng chồng cũi cũ phải phù hợp với bƣớc phá hoả đá vách đƣợc chọn Trong thời gian lại ca thứ ba, đội thợ lò chợ tham gia phá hoả đá vách theo thứ tự từ dƣới lên trên, ngƣợc chiều dốc lò chợ Lúc này, họ phải phân công tiến hành công đoạn sau: tháo dỡ lần lƣợt chồng cũi phá hoả thuộc hàng cũ, thu hồi loại bỏ chống gần gƣơng phía sau hàng chồng cũi Nhƣ vậy, dải đá vách bị gối tựa sập đổ phía sau lị chợ Với phƣơng pháp tổ chức cơng tác lị chợ nhƣ trên, sản lƣợng lị chợ ngày-đêm đạt 280 320 T/ng-đ, hay năm đạt 70.000 80.000 t/năm; suất lao động cơng nhân trực tiếp lị chợ đạt T/ngƣời-ca 4.2.2 Sơ đồ công nghệ lị chợ sử dụng chống đơn thép Về bản, đặc điểm công nghệ phƣơng pháp tổ chức sản xuất lò chợ sử dụng chống đơn thép tƣơng tự nhƣ dùng chống gỗ đƣợc xem xét Tuy nhiên, chống thép, đặc biệt chống thuỷ lực đơn, có nhiều ƣu điểm vƣợt trội so với chống gỗ, nhiều tiêu kinh tế-kỹ thuật sơ đồ công nghệ lò chợ đƣợc cải thiện đáng kể Trƣớc tiên, cần thấy việc chống giữ lò chợ điều khiển đá vách sơ đồ công nghệ đạt hiệu cao hơn, tải trọng ban đầu, tải trọng cơng tác tính linh hoạt chống thép cao so với chống gỗ, phù hợp diễn biến áp lực mỏ lò chợ Sự ổn định đá vách đƣợc trì - 91 - tốt Điều có nghĩa tính an tồn cơng tác lò chợ đƣợc nâng cao đáng kể Mặt khác, suất lao động cơng nhân q trình chống giữ lò chợ tăng lên thao tác lắp dựng tháo dỡ chống lị chợ trở nên đơn giản hơn, dẫn đến suất lao động chung lò chợ đƣợc nâng cao Tiêu hao vật liệu chống lò cho 1000 t sản lƣợng giảm Điều kiện thơng gió cho lị chợ đƣợc cải thiện sức cản gió chống thép nhỏ nhiều so với chống gỗ a a a-a b-b b b Hình 4.3 Sơ đồ lị chợ khấu than phƣơng pháp khoan nổ mìn dùng chống thủy lực đơn Nhìn chung, ƣu điểm nêu cho phép tăng sản lƣợng lò chợ giảm giá thành khai thác than Qua thực tế khai thác mỏ bể than Quảng Ninh, sản lƣợng lò chợ thủ công, chống giữ cột thủy lực đơn, đạt tới 100.000 150.000 tấn/năm - 92 - Nhƣợc điểm lớn lò chợ chống chống thép bị hạn chế góc dốc lị chợ Góc dốc giới hạn để áp dụng cột chống ma sát 30o, cột thủy lực đơn 35o Khi góc dốc lò chợ lớn, thao tác lắp dựng thu hồi chống thép trở nên khó khăn, tiêu hao chống gia tăng Trên hình 4.3 thí dụ sơ đồ cơng nghệ lị chợ thủ cơng dùng chống thủy lực đơn, khấu than phƣơng pháp khoan nổ mìn Thơng thƣờng, với sơ đồ công nghệ tiến độ khấu than chu kỳ lò chợ đƣợc chọn 1,2 m, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể lò chợ Các khung chống gần gƣơng lò chợ khung ngang Có thể sử dụng cột thủy lực đơn tăng cƣờng để thiết lập cụm cột hay hàng cột phá hỏa lị chợ Cũng áp dụng chống phá hỏa dạng chồng cũi gỗ thép Hình thức tổ chức cơng tác lị chợ đƣợc xếp giống nhƣ lị chợ dùng chống gỗ 4.3 Thành lập biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất lò chợ 4.3.1 Lập hộ chiếu khoan, nổ mìn lị chợ Ở nƣớc ta nay, mặt điều kiện địa chất phức tạp, mặt khác mức độ trang bị kỹ thuật bị hạn chế, cơng nghệ khoan nổ mìn đƣợc áp dụng rộng rãi mỏ than hầm lò Q trình khoan nổ mìn lị chợ bao gồm cơng tác: khoan lỗ khoan, nạp mìn nổ mìn Cũng cần phân biệt hai phƣơng pháp nổ mìn lị chợ: nổ lỗ mìn nhỏ nổ lỗ mìn lớn, phƣơng pháp đầu đƣợc áp dụng phổ biến Việc khoan lỗ mìn nhỏ gƣơng lị chợ thƣờng đƣợc thực nhờ máy khoan điện cầm tay, làm việc theo nguyên lý khoan xoay Khi khoan xoay, cạnh cắt mũi khoan cắt hớt lớp than mỏng Mũi khoan đƣợc ép vào vào đáy lỗ khoan đồng thời với xoay Phoi đƣợc đƣa khỏi lỗ khoan theo rãnh xoắn choòng ruột gà Để tăng hiệu nổ mìn, lỗ mìn thƣờng đƣợc khoan nghiêng theo góc 60-80o so với mặt gƣơng 4.3.1.1 Hộ chiếu khoan - Số lỗ khoan gƣơng lò theo Prôtôđiacônôp: - 93 - (1) NLK = 2.7 f S , lỗ (2) NLK = S ( 0,2 f ) , lỗ S Trong đó: f: Là hệ số kiên cố than S: Diện tích tiết diện gƣơng lị cần nổ mìn (m2) - Số lỗ khoan gƣơng lị theo PKrơpxky NLK = 1,25 q0 S , lỗ d Trong đó: q0: Chỉ tiêu thuốc nổ tiêu chuẩn, kg/m3 S: Diện tích phần gƣơng lị đợt nổ, (m2) : Hệ số nạp thuốc (max = 0.6) d: đƣờng kính lỗ khoan, (m) : Mật độ thuốc nổ lỗ khoan, lấy mật độ thuốc bao đựng, (Kg/m3) Số lỗ khoan thực tế gƣơng đƣợc xác định sở tính tốn nhƣng đồng thời phải phù hợp với hình thức chống giữ lị chợ, (vd: Giả sử ta tính số lỗ khoan diện tích thìu dọc chống cột lỗ bắt buộc ta phải chọn lỗ, bố trí khoang cột chống) - Đƣờng kính lỗ khoan: dLK = dbao thuốc + 4mm - Số hàng lỗ khoan lị chợ bố trí từ hàng lỗ khoan (hình vẽ) + Nếu than rắn phải bố trí hàng: hàng nóc, hàng giữa, hàng + Nếu than rắn trung bình ta bố trí hàng hàng + Nếu than mềm yếu ta bố trí hàng hàng hàng Để tránh tƣợng kích nổ, khoảng cách lỗ mìn gƣơng than khơng đƣợc nhỏ 0,6 m Khi gƣơng lị có nhiều hàng lỗ mìn, ngƣời ta thƣờng bố trí hàng lỗ mìn so le Nhƣ vậy, lỗ mìn nằm cách hơn, dẫn đến hiệu suất đập vụn than cao - 94 - a a b-b b b r Llk b c-c c c c Hình 4.4 Sơ đồ bố trí lỗ mìn gƣơng lị chợ Căn vào số hàng lỗ khoan n số lỗ khoan ta xác định đƣợc khoảng cách lỗ khoan dọc gƣơng lò chợ là: a LLC n (m) N LK Trong đó: n - số hàng lỗ khoan; NLK - số lỗ khoan; LLC - chiều dài lò chợ - Chiều sâu lỗ khoan: LLK = r ;m r - tiến độ khấu chu kỳ (m) - hiệu suất nổ mìn - Chiều dài lỗ khoan: lLK = LLK ;m cos(90 ) - góc nghiêng lỗ khoan với mặt gƣơng 4.3.1.2 Hộ chiếu nổ - Xác định tiêu tiêu thụ thuốc nổ xuất thuốc nổ: q0 Theo prôtôđiacônôp: q0 = 0,4.e e - hệ số khả công nổ: e = 525 P - 95 - f S trƣớc phá hỏa phải xem xét trạng thái vách, dọn trụ, dỡ tải cột phá hỏa, di chuyển lắp chúng vị trí Sau tiến hành tháo cột xà gần gƣơng bị nằm lại sau tuyến phá hỏa, xếp chúng khu vực sát máng cào để dùng lại vùng sát gƣơng c Di chuyển máng cào: Việc cơng nhân lị chợ đảm nhận nhờ kích thủy lực đoạn lị chợ Khi cần pít tơng kích duỗi hết, cần phải di chuyển kích thủy lực, tức là: dọn vị trí kích, tháo cột tựa kích, kéo kích lên sát máng cào đặt lại cột tựa cho Khoảng cách kích di chuyển máng cào thƣờng 5-6 m a b c Hình 5.22 Hộ chiếu chống lị chợ dùng máy bào a - Bố trí cột thành hàng, xà so le; b - Bố trí cột xà so le; c - Bố trí cột xà theo kiểu cƣa d Chuẩn bị buồng khấu: Trong lò chợ dùng máy bào cần đào hai buồng khấu hai đầu lị chợ có chiều dài theo hƣớng dốc 6-8 m, để đủ bố trí truyền động thiết bị bào máng cào lị chợ với tồn lƣỡi bào chuyển chúng sang luồng khấu Chiều rộng buồng theo phƣơng không nhỏ m Công nghệ phá than buồng khoan nổ mìn dùng búa chèn, xúc bốc tay - 131 - e Kiểm tra sửa chữa thiết bị lò chợ: Các công tác thƣờng đƣợc tiến hành vào ca sửa chữa chuẩn bị đội thợ điện đảm nhận Cũng tiến hành kiểm tra sửa chữa thiết bị thƣờng xuyên, xen kẽ chu kỳ sản xuất gối đầu ca 5.4.3.2 Tổ chức cơng tác lị chợ dùng máy bào: Tất cơng tác lị chợ thƣờng đƣợc đội thợ toàn thực ngày đêm Số công nhân đội thợ đƣợc xác định dựa vào khối lƣợng công tác định mức lao động mặt cơng tác Khi lị chợ làm việc theo chế độ ba ca, ca nên dành hai ca sản xuất để khấu than, ca thứ ba ca sửa chữa chuẩn bị 23 24 22 21 A-A 7,8 A A Hình 5.23: Bố trí cơng nhân lị chợ dùng máy bào USB-2M 1, - Thợ máy phụ điều khiển máy bào; 3-22 - Cơng nhân lị chợ; 23-26 - Cơng nhân buồng khấu; 27 - Thợ điện trực ca 5,6 3,4 25 26 27 Đối với sơ đồ cơng nghệ lị chợ, thể hình 5.23, ca khấu than nên bố trí cơng nhân nhƣ sau: thợ máy điều khiển thiết bị bào đầu truyền động phía dƣới lò chợ, thợ máy khác (thợ phụ) làm việc đầu truyền động phía - 132 - trên, đoạn lị chợ (15-20 m) có cặp cơng nhân lị chợ đảm nhận việc: sửa gƣơng, di chuyển máng cào lị chợ, đặt chống gần gƣơng, chuyển cột phá hỏa; buồng khấu hai đầu lị chợ có hai cơng nhân tiến hành khấu than chống giữ buồng khấu; điểm chất tải cho máng cào lò dọc vỉa vận tải (hay lị song song) cịn có cơng nhân làm việc, nhiều ngƣời thợ điện trực ca Trên hình 5.23 trình bày cách bố trí cơng nhân điển hình lị chợ dài dƣới 200 m Trong ca sửa chữa chuẩn bị thƣờng có 8-10 thợ điện làm việc Nhiệm vụ họ kiểm tra, sửa chữa cho hoạt động thử máy bào, máng cào, hệ thống thủy lực, hệ thống thơng tin, tín hiệu v.v… Một thí dụ tổ chức cơng tác lị chợ dùng thiết bị bào ngày đêm đƣợc thể biểu đồ tổ chức hình 10.6 đây, lị chợ dài 200 m làm việc ba ca: hai ca sản xuất, ca sửa chữa chuẩn bị, dùng thiết bị bào nhanh USB-2M, khấu dải than dày 100 mm, bƣớc phá hỏa 0,8 m, ca khấu than thực hai chu kỳ sản xuất Đội thợ toàn gồm 64 ngƣời đảm nhận cơng việc lị chợ Việc bố trí nhân lực cho ca thể biểu đồ hình 5.24 a L Ca I (m) 11 Ký hiu Bào than, sửa g-ơng, dọn nền, đẩy máng, chống lò Phá hỏa đá vách KhÊu vµ chèng buång Ca II 13 15 17 19 21 Ca III 23 200 100 Bảo d-ỡng, sửa chữa thiết bị b T T Sè c«ng Ca I Ca II Ca III Tổng nhân Nghề thợ c.nhâ Ca Ca Ca n 11 13 15 17 19 21 23 I II III Thợ máy 1 Thợ máy phụ 1 Công nhân lò chợ 20 20 - 40 Công nhân 4 buồng khấu Công nhân 1 10 ®iƯn 12 Céng 27 27 10 64 Hình 15.24: a Biểu đồ tổ chức sản xuất lò chợ dùng thiết bị bào b Biểu đồ bố trí nhân lực lò chợ dùng thiết bị bào - 133 - 5.4.3.3 Xác định chiều dài lò chợ dùng thiết bị bào: Chiều dài lò chợ dùng thiết bị bào đƣợc xác định theo chi phí thời gian công nghệ theo công thức sau : n d rd T Tck n c a t k Tph n d k1k L Σl bk t ph n d v b , m Trong : T - thời gian ca sản xuất, phút; Tck -Thời gian cho công tác chuẩn bị kết thúc ca sản xuất, phút; nc - số ca khấu than; nd - số dải khấu ngày đêm rd - chiều rộng dải khấu, cm; a - bƣớc dịch chuyển kích thủy lực di chuyển máng cào, cm; tk - thời gian chuyển kích thủy lực sang vị trí mới, ph; Tph - Thời gian cho công tác phụ sau dải khấu, ph; k1 k2 - hệ số tin cậy thiết bị bào loại thiết bị khác ảnh hƣởng đến nó; vb - tốc độ cơng tác máy bào, m/ph; tph - chi phí thời gian cho cơng tác phụ khác, tính cho m dài lò chợ, ph/m; lbk - Tổng chiều dài buồng khấu, m Qua thực tế khai thác vỉa than dốc thoải, có chiều dày tới m, ngƣời ta Thống kê đƣợc rằng: muốn đạt đƣợc hiệu kinh tế cao, chiều dài lị chợ dùng thiết bị bào khơng đƣợc nhỏ 150-180 m Hiện có nhiều lị chợ kiểu hoạt động, dài tới 250-300 m Thí dụ, thiết bị bào USB-67 SNG, có chiều dài chế tạo sẵn 200, 250 300 m, khấu vỉa than dày từ 0,9 đến 2,0 m với góc dốc từ đến 25o, suất lý thuyết đạt tới than phút Ưu, nhược điểm máy bào so với máy Combai - Ƣu điểm: Kết cấu đơn giản nhiều so với máy kompai, trọng lƣợng nhỏ, di - 134 - chuyển nhanh suất khấu cao chiều dài lò chợ lớn máy kompai, số mét lò chuẩn bị cho 1000 than giảm - Nhƣợc điểm: Chi phí điện cho than khai thác lớn tiêu hao lực ma sát máy bào lớn, độ cục than nguyên khai hơn, khơng gian lị chợ nhiều bụi - 135 - CHƢƠNG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC KHÁC 6.1 Cơng nghệ khai thác máy đào lị vận chuyển xe thoi buồng khấu Gƣơng khai thác đƣợc gọi ngắn chiều dài không vƣợt 20 m Công nghệ khấu than gƣơng lị ngắn có đặc điểm khác hẳn cơng nghệ lị chợ dài Đặc điểm công nghệ công tác chống lò điều khiển áp lực mỏ đƣợc đơn giản hóa nhiều hay có bị loại bỏ hoàn toàn Ƣu điểm tạo điều kiện thuận lợi để khí hóa tồn tự động hóa tất công tác gƣơng khai thác Tuy vậy, cơng nghệ khai thác gƣơng lị chợ ngắn lại có nhƣợc điểm mức tổn thất than lớn, đạt tới 25-40% có lớn Chính vậy, công nghệ đƣợc áp dụng điều kiện hạn chế định Công nghệ gƣơng ngắn thƣờng đƣợc áp dụng hệ thống khai thác buồng buồng-cột Tồn quy trình cơng nghệ khấu than hệ thống khai thác buồng-cột bao gồm việc đào buồng khấu lấy than trụ nằm buồng khấu Mặc dù cơng tác vừa nêu có đặc điểm khác nhau, song để thực cơng tác cần sử dụng loại thiết bị Việc đào đƣờng lò chuẩn bị lò cắt, nhƣ việc khấu than gƣơng khai thác, loại tổ hợp thiết bị đảm nhận Chính đặc điểm nêu mà tiêu kinh tế-kỹ thuật công nghệ gƣơng ngắn cao nhiều so với cơng nghệ lị chợ dài a b - 136 - d c e Hình 6.1: Thiết bị khấu than hệ thống khai thác buồng-cột a- máy liên hợp 12HM26 (Joy); b- máy liên hợp 30M2 (DBT); c- băng tải co duỗi; d- goòng tự hành; e- máy đặt neo Tổ hợp thiết bị khấu than điển hình hệ thống khai thác buồng-cột gồm có: máy liên hợp, băng tải co duỗi, gng tự hành bánh máy đặt chống neo Trên hình 6.1 giới thiệu số thiết bị Mỹ Đức Máy liên hợp 12HM26 khấu than, tạo gƣơng lò rộng 3,54,0 m, cao 1,82,4 m Máng cào bốc xếp máy quay theo góc 45o mặt phẳng ngang, hai phía tính từ trục dọc máy Băng tải co duỗi đƣợc dùng để nhận than từ máy liên hợp vận tải than dọc theo buồng khấu hay lị dọc vỉa, dài tới 300 m Đầu truyền động đầu căng băng có kết cấu tự di chuyển bánh xích truyền động riêng Gng tự hành có dung tích 68 m3 dùng để vận tải than giai đoạn máy liên hợp bắt đầu đào buồng khấu, tức chiều dài vận tải không đáng kể, chƣa thể sử dụng băng tải Các gng tự hành đƣợc dùng nhƣ dạng thiết bị vận tải độc lập Khi đó, có 23 gng phục vụ máy liên hợp Gng tự hành dùng làm thiết bị trung chuyển, nối liền máy liên hợp với băng tải thiết bị vận tải khác Trong hệ thống khai thác buồng-cột, việc khấu than đƣợc bắt đầu công tác đào buồng khấu Buồng khấu đƣợc đào máy liên hợp từ lò dọc vỉa vận tải đến lò dọc vỉa thơng gió Trƣớc đào buồng khấu, cần mở rộng lò dọc vỉa vận tải tới 55,5 m, nhằm mục đích tạo khơng gian tự để quay máy bắt đầu cắt mạch đào buồng Khi đào mét buồng đầu tiên, máy liên hợp trực tiếp chất tải lên băng tải lò dọc vỉa, cịn gƣơng buồng tiến xa dần dùng - 137 - goòng tự hành để chuyển tải Trong giai đoạn này, tổ hợp thiết bị bốn năm công nhân điều khiển: thợ lái máy liên hợp thợ phụ, thợ lái goòng tự hành hai công nhân trông coi việc chất tải than lò dọc vỉa vận tải Khi máy liên hợp khâu buồng đƣợc 20 m kể từ lò dọc vỉa vận tải, bắt đầu lắp ráp băng tải buồng khấu: phần buồng lắp đặt đầu căng băng, đầu nhận tải từ máy liên hợp, cửa buồng khấu lắp đặt đầu truyền động băng tải Khi khấu than, ngày-đêm thƣờng có hai ca khấu ca dùng để đặt chống neo bảo dƣỡng thiết bị Khi khai thác cột than hai buồng theo chiều ngƣợc lại, buồng nhánh, ca thứ ba dùng để bảo dƣỡng sửa chữa thiết bị Việc chống giữ buồng nhánh bị loại trừ Phạm vi áp dụng công nghệ khấu than tổ hợp thiết bị gƣơng ngắn áp dụng vỉa có chiều dày từ 0,9 đến 3,5 m, với góc dốc từ đến 12o (có trƣờng hợp tới 1620o), đá vách có độ ổn định từ trung bình trở lên, than có độ kiên cố Chiều sâu khai thác yếu tố quan trọng, định phạm vi áp dụng hợp lý công nghệ gƣơng ngắn Khi chiều sâu khai thác tăng lên, ứng suất trụ bảo vệ buồng tăng mạnh, phải giảm chiều rộng buồng tăng chiều rộng trụ Quan hệ chiều sâu khai thác kích thƣớc trụ bảo vệ đƣợc xác định theo công thức H σn k tt γk dt b m , m , n - giới hạn bền nén vỉa than, N/m2; ktt - hệ số tập trung áp lực áp lực mỏ trụ bảo vệ, ktt =2,0ữ2,5; - tỷ trọng đá vách, N/m3; kdt - hệ số dự trữ, kdt=1,25 - 1,50; b - chiều rộng trụ buồng, m; m - chiều dày vỉa, m Tuy nhiên, công thức b 7 m Theo công thức trên, độ sâu khai thác giới hạn than kiên cố trung bình khoảng 200 m, với than kiên cố 300 m - 138 - 6.2 Công nghệ khấu than máy cƣa than lỗ khoan lớn 6.2.1 Công nghệ khấu cƣa than - Công tác chuẩn bị b a c Hình 6.2 Sơ đồ hệ thống khai thác cột dài theo chiều dốc ngƣợc khấu cƣa lắp dây cáp: a – Sơ đồ công nghệ; b – Cấu tạo phận làm việc; c – Bộ phận cắt gồm lƣỡi phay tác dụng chiều – Tời; – cáp; – ròng rọc hƣớng; – lớp đệm đá; – trụ bảo vệ; – lớp gỗ; – lƣỡi phay kép tác dụng chiều với dãy thứ thay thế; – Lƣỡi phay kép tác dụng chiều; - lƣỡi phay đơn tác dụng chiều Mỗi buồng khấu có kích thƣớc đƣờng phƣơng từ 46m đƣợc giới hạn hai lỗ khoan đƣờng kính lớn c đƣợc khoan từ lị dọc vỉa vận chuyển a lên lị dọc vỉa thơng gió d luồng để lại trụ than bảo vệ chiều dày vỉa trƣờng hợp vách trực tiếp rắn khoảng cách để lại trụ than theo đƣờng phƣơng bƣớc sập lở đá vách trực tiếp, hai trụ than chia làm nhiều buồng khấu buồng khấu có chiều rộng 46m - Quy trình cơng nghệ: Thả hai đầu cáp số theo lỗ khoan c xuống song song b lắp lƣỡi cƣa vào cáp liên kết hai đầu cáp dùng bulơng vịng, lay bulơng kép để cố định lƣỡi cƣa với cáp, tháo chỗ chống lị song song b sau kéo căng cáp than để tới tiến hành cƣa - 139 - - Điều kiện áp dụng: Áp dụng vỉa mỏng dốc đứng 6.3 Công nghệ khấu than khoan đƣờng kính lớn Khi vỉa mỏng m < 1, 3m tiến hành chống giữ lò chợ chi phí vật liệu tăng ngồi việc sử dụng thiết bị kompai khắc vỉa mỏng nhƣ tổ hợp KM ngƣời ta sử dụng khoan đƣờng kính > 900 khấu than khơng cần chống giữ lị chợ Một q trình cơng nghệ khai thác vỉa dày dốc đứng trình khoan lỗ khoan dốc ngƣợc theo than Cơng việc chiếm phần đặc biệt lớn hệ thống khai thác dùng giàn chống Hình 6.3 Máy khoan doa CБM-3Y a – Hành trình khoan lên; b –Hành trình doa mở rộng lỗ khoan – Choong khoan; – Bộ phận doa lỗ khoan hành trình tiến; – Bộ phận doa lỗ khoan hành trình ngƣợc lại; – khóa khoan; – Cần khoan; – Đèn chiếu choong khoan; – Hộp giảm tốc – Đòn nâng; – Đƣờng chỉnh tuyến 10 – Cột chống đẩy; 11 – Khung máy; 12 – Động điện Khoan lỗ khoan lớn theo than điều kiện máy khoan doa Bản thân trình khoan lỗ khoan dốc ngƣợc gồm giai đoạn - 140 - sau: khoan lỗ khoan có đƣờng kính khơng lớn, sau doa rộng lỗ khoan tới đƣờng kính cần thiết hành trình ngƣợc lại Bộ phận làm việc máy khoan doa chịong khoan, phận doa hành trình tiến phận doa hành trình ngƣợc lại phận khoan đƣợc quay đẩy sát vào đáy lỗ khoan nhờ trục quay hộp giảm tốc, dụng cụ khoan đƣợc nối với trục cần khoan tháo lắp đƣợc Công việc khoan tiến hành theo đợt có chiều dài chiều dài đoạn cần khoan Cấu tạo máy khoan dao có đảm bảo đƣợc lỗ khoan lớn dài đến 150m, đƣờng kính 390 400mm đƣợc mở rộng hành trình ngƣợc lại đến 800 850mm 6.4 Công nghệ khai thác sức nƣớc Các sơ đồ công nghệ khai thác sức nƣớc đƣợc xây dựng theo số phƣơng án khác phụ thuộc vào điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ khu vực vỉa khai thác, đặc biệt theo điều kiện góc dốc vỉa Một số sơ đồ công nghệ đặc trƣng điều kiện đƣợc thể sau Hình 6.4 Sơ đồ cơng nghệ khai thác sức nƣớc điều kiện vỉa thoải Sơ đồ hệ thống khai thác gƣơng lò ngắn với luồng khấu đƣờng lò chuẩn bị khai thác đào tiến trƣớc từ thƣợng trung tâm (hình 6.4) áp dụng cho vỉa có góc dốc thoải, phƣơng pháp chuẩn bị tiến hành nhƣ sau: tầng khai thác đƣợc chia thành phân tầng cặp lò vận tải lị thơng gió Các phân tầng đƣợc chia - 141 - cặp thƣợng cột, khai thác với chiều dài từ 150 250 m, thƣợng làm cơng tác vận tải than, thƣợng cịn lại làm nhiệm vụ lại Kích thƣớc theo phƣơng cánh ruộng mỏ từ 1000 1500 m, theo độ dốc 800 1500m Khấu than đƣợc tiến hành dải khấu từ thƣợng khai thác đào theo hƣớng gần trùng với phƣơng vỉa tạo độ nghiêng đƣờng lị trung bình i = 0,05 0,08 đủ đảm bảo than tự chảy theo dòng nƣớc bể lắng bể thu hồi nƣớc Để khai thác vỉa mỏng, dốc dốc đứng phƣơng pháp sức nƣớc thƣờng áp dụng hệ thống khai thác lị dọc vỉa phân tầng (hình 6.5) Hình 6.5 Sơ đồ công nghệ khai thác sức nƣớc điều kiện vỉa dốc thoải dốc đứng Bản chất hệ thống khai thác đặc trƣng bởi, khu vực khai thác đƣợc mở vỉa xuyên vỉa vận tải thơng gió Các mức vận tải thơng gió đƣợc nối với cụm thƣợng (3 thƣợng) lại, vận tải - cấp nƣớc thƣợng thông gió Từ cụm thƣợng tiến hành đào lị dọc vỉa phân tầng với chiều cao từ m Khấu than phân tầng súng bắn nƣớc dải khấu chiều rộng m theo trình tự khấu dật khai thác từ xuống dƣới Điều khiển áp lực mỏ phƣơng pháp tự sập đổ đá vách từ phân tầng khai thác Để tách than đất đá sập đổ sử dụng lƣới thép ngăn cách, lớp ngăn cách đƣợc trải đƣờng lò dọc vỉa phân tầng Trong hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng khai thác sức nƣớc đƣợc tiến hành theo sơ đồ chuẩn bị khác (hình 6.6) Tầng khai thác theo phƣơng đƣợc chia thành cột khai thác với chiều dài - 142 - 100 200 m Tại biên giới cột khai thác đào thƣợng vận tải cấp nƣớc theo toàn chiều cao tầng Từ thƣợng đào lò dọc vỉa phân tầng đến giới hạn khai thác cột theo độ dốc i = 0,08 0,10 tạo thuận lợi than tự chảy theo lò dọc vỉa phân tầng Các lò dọc vỉa phân tầng đƣợc nối với lò nối theo khoảng cách chúng từ 12 15 m Các lò nối làm nhiệm vụ thu hồi dòng than từ gƣơng khai thác gƣơng đào lị chuẩn bị, đồng thời đóng vai trị lối dự phịng Tiết diện đào chống đƣờng lò dọc vỉa phân tầng tƣơng ứng m2 m2 Chống giữ đƣờng lị chống sắt chống chống gỗ Hình 6.6 Sơ đồ hệ thống lò dọc vỉa phân tầng khai thác sức nƣớc Khấu than tiến hành phun dòng nƣớc áp lực lớn tạo từ súng bắn nƣớc vào gƣơng khấu Vận chuyển vật liệu đƣợc tiến hành từ mức thơng gió theo thƣợng vận chuyển xuống lò dọc vỉa phân tầng đến gƣơng lò chuẩn bị tời kéo (đặt cách gƣơng 20 30 m) Than khai thác đƣợc vận chuyển phƣơng pháp tự chảy theo lò dọc vỉa phân tầng, xuống thƣợng vận chuyển xuống bể lắng than Thơng gió gƣơng khai thác gƣơng đào lò chuẩn bị phƣơng pháp thơng gió cục Những ưu điểm chủ yếu công nghệ khai thác sức nước: - An tồn lao động cao khơng địi hỏi có mặt thƣờng xuyên ngƣời gƣơng khai thác - Khơng sinh bụi lị hạn chế thấp nguy hiểm bệnh bụi phổi cho công nhân khai thác - Vốn đầu tƣ thấp so với công nghệ khác từ 10% đến 30% - 143 - - Năng suất lao động công nhân tăng gấp 1,5- lần điều kiện địa chất tƣơng tự - Giá thành than khai thác thấp - Hệ thống khai thác thiết bị khấu than có nhiều khả thích ứng với điều kiện địa chất thay đổi kể trƣờng hợp thay đổi phức tạp - Tiết diện đƣờng hầm lị chuẩn bị khơng địi hỏi phải lớn thiết bị bố trí đƣờng lị đơn giản - Độ tin cậy thiết bị công nghệ đạt cao Phạm vi ứng dụng công nghệ khai thác sức nước - Chiều dầy vỉa than từ 7m – 60m - Góc dốc vỉa than từ 50 đến 900 - Hệ số kiên cố than từ kiên cố đến mềm yếu, kể vỉa có cấu tạo phức tạp (trong vỉa tồn lớp đá kẹp) - Đá vách trụ vỉa có độ bền vững khác (tốt đá vách cứng vững khó phá hỏa) - 144 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Hải, Vũ Mạnh Hùng - Cơng nghệ khai thác than hầm lị, Trƣờng Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - 2009 Vũ Đình Tiến, Trần Văn Thanh – Cơng nghệ khai thác than hầm lị, NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội – 2005 Trần Văn Huỳnh n.n.k., Mở vỉa khai thác khoáng sàng dạng vỉa – NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội – 2002 Vũ Đình Tiến - Cơng nghệ khai thác than hầm lị, Hà Nội – 2005 A.X Burtsakov, B.M Vorobiev – Công nghệ khí hóa tự động hóa sản xuất mỏ hầm lò – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Robert A Meyers – Sổ tay khai thác than (tiếng Anh), Marcel Dekker Inc , New York and Basel – 1992 Một số tƣ liệu từ mạng thời gian 2005 - 2012 - 145 - ... Xúc bốc, s.g, d.n, 14 14 - 28 chống lị Khoan lỗ mìn 3 Chuyển gỗ 5 (22 ) 10 Chuyển máng trƣợt - - 4 Xếp cũi - - 18 18 Phá hỏa đá vách - - (22 ) (22 ) Cộng 22 22 22 66 Hình 4 .2: Thí dụ tổ chức sản xuất... 8500 20 02 11500 21 70 – 22 60 8380 - 9730 17 82 – 1967 500 (25 0x2) 60 (30x2) 960 20 50 125 0 – 1600 22 000 - 25 000 35500 - 35830 20 740 – 24 800 Nhà máy chế tạo máy Gorlôvski, Ucraina (1) Thứ tự thực công. .. khấu than, ca thứ ba ca sửa chữa chuẩn bị 23 24 22 21 A-A 7,8 A A Hình 5 .23 : Bố trí cơng nhân lò chợ dùng máy bào USB-2M 1, - Thợ máy phụ điều khiển máy bào; 3 -2 2 - Cơng nhân lị chợ; 23 -2 6 - Cơng