Đang tải... (xem toàn văn)
Phần 2 của giáo trình Mở vỉa và khai thác than hầm lò tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng, trung bình - dốc thoải, dốc nghiêng; hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng và trung bình - dốc đứng; hệ thống khai thác áp dụng cho các vỉa dày;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Chƣơng - HỆ THỐNG KHAI THÁC ÁP DỤNG CHO VỈA MỎNG, TRUNG BÌNH - DỐC THOẢI, DỐC NGHIÊNG Đặc điểm nhóm hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng trung bình chiều dày vỉa không lớn (mv< 3,5m), người ta tiến hành khai thác lần hết toàn chiều dày vỉa Khi khai thác vỉa mỏng trung bình áp dụng hệ thống khai thác sau đây: 5.1 Hệ thống khai thác liền gƣơng Bản chất hệ thống khai thác liền gương cơng việc đào lị chuẩn bị khấu than lò chợ tiến hành đồng thời Gương lò chuẩn bị gương lò chợ tiến theo hướng từ trung tâm ruộng mỏ biên giới Sử dụng hệ thống khai thác liền gương luôn phải bảo đảm cân đối đào lò chuẩn bị gương lò chợ Lò dọc vỉa vận chuyển ln ln phải vượt trước gương lị chợ đoạn 50 100m đủ để xây dựng ga tránh trao đổi goòng (nếu lò song song chân vận tải máng cào khoảng cách vượt trước lần chiều dài máng cào, phía trước chân lị chợ ln tồn hai họng họng sáo: họng sáo để tháo than họng sáo để lại) để đảm bảo vận chuyển than lị chợ thi cơng lị dọc vỉa vận chuyển không ảnh hưởng lẫn Hệ thống khai thác liền gương dùng ruộng mỏ: chia tầng, chia khoảnh Kích thước tầng hay dải theo hướng dốc lớn chia tầng thành phân tầng, phân dải (trên tầng bố trí không ba phân tầng) Trên phân tầng phân dải bố trí lị chợ Khi kích thước tầng hay dải khơng lớn bố trí lị chợ tương ứng với lị chợ tầng lị chợ dải 5.1.1 Hệ thống khai thác liền gƣơng - tầng lò (lò chợ tầng) Hệ thống khai thác liền gương tầng lò hệ thống khai thác mà tầng có chiều dài theo hướng dốc tầng khơng lớn đủ để bố trí lị chợ gương lò chuẩn bị đào đồng thời với q trình khai thác lị chợ 5.1.1.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị a Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-1) 10 1-Thượng 2- Thượng phụ 3- Dọc vỉa vận chuyển 4- Dọc vỉa thơng gió 5- Lị cắt; 5’- Lò chợ 6- Song song chân 5' 7- Họng sáo tháo than 8- Song song đầu; 9- Họng sáo thơng gió Hình 5-1 Hệ thống khai thác liền gương - tầng lò 75 b Thứ tự chuẩn bị Từ cặp thượng trung tâm 1, phụ 2; mức vận chuyển tầng người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển số 3, mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió tầng số Để chuẩn bị đưa tầng vào khai thác cách thượng trung tâm khoảng 10 15m (bằng chiều dài theo phương trụ bảo vệ thượng) người ta đào thượng cắt số nối từ lò dọc vỉa vận chuyển số đến lò dọc vỉa thơng gió số làm luồng khấu đầu cho lị chợ 5‟ Trước đưa lò chợ vào khai thác người ta đào song song chân cách lò số khoảng chiều dài theo hướng dốc trụ bảo vệ lò dọc viả vận chuyển Nối lò số với lò số họng sáo tháo than số Khoảng cách họng sáo số nhỏ chiều dài máng cào bố trí lị số Tiếp theo người ta đào lò song song đầu số 8, nối với họng sáo thơng gió số Hướng khấu lò chợ tiến hành từ trung tâm biên giới ruộng mỏ, q trình khai thác lị chợ, gương lò chuẩn bị đào đồng thời với q trình khai thác vượt trước gương lị chợ khoảng định Khi khai thác tầng lò dọc vỉa vận chuyển bảo vệ giữ lại làm lị dọc vỉa thơng gió cho tầng tiếp theo, hết biên giới phía ruộng mỏ Khoảng vượt trước gương lò chuẩn bị so với gương lò chợ phụ thuộc vào thiết bị vận tải bố trí lị chuẩn bị + Lị dọc vỉa thơng gió vượt trước lị chợ khơng nhỏ từ 10m + Lị dọc vỉa vận chuyển: Nếu vận tải lò song song chân máng cào khoảng cách vượt trước tối thiểu lớn lần khoảng cách hai họng sáo tháo than Nếu vận tải tàu điện lị dọc vỉa vận tải, khoảng vượt trước từ gương lò dọc vỉa vận tải đến họng sáo tháo than phải lớn 1,5 đến lần chiều dài đoàn tàu lớn đảm bảo cho việc thi cơng đào lị dọc vỉa vận tải thuận lợi 5.1.1.2 Sơ đồ công nghệ - Vận tải: + Vận tải than: Than từ lò chợ 5‟ xuống lò song song chân số qua họng sáo xuống lị dọc vỉa vận tải số lên thượng số + Vận tải vật liệu: Vật liệu từ ngồi qua lị dọc vỉa thơng gió số qua họng sáo thơng gió số 9, vào lò song song đầu số xuống lò chợ 5‟ - Thơng gió: Gió từ lị thượng số vào lò dọc vỉa vận tải tầng số qua họng sáo tháo than số lị song song chân số lên thơng gió cho lị chợ số 5‟, gió bẩn qua song song đầu số lên họng sáo thơng gió số lên lị dọc vỉa thơng gió số ngồi 5.1.1.3 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng * Ưu điểm: - Thời gian than nhanh - Chi phí đầu tư ban đầu nhỏ - Khi đào lị chuẩn bị việc thơng gió cục tương đối dễ dàng chiều dài đường lò độc đạo ngắn * Nhược điểm: 76 + Tổn thất than lớn phải để lại nhiều trụ bảo vệ + Các đường lò chuẩn bị nằm khu vực khai thác phí bảo vệ đường lị dọc vỉa lớn + Cơng tác khai thác đào lị chuẩn bị tầng thi công đồng thời nên ảnh hưởng lẫn nhau, dễ ách tắc sản xuất công tác tổ chức sản xuất phức tạp, khơng có điều kiện bổ sung thêm cho tài liệu địa chất trình đào lị + Rị thất gió qua vùng khai thác nhiều chất lượng gió cung cấp cho lò chợ giảm, dễ gây cháy mỏ (nếu than có tính tự cháy) + Số mét lị chuẩn bị tính cho 1000 than khai thác lớn * Phạm vi ứng dụng: + Vỉa dốc thoải, nghiêng (góc dốc vỉa v 350 thuận lợi nhất), vỉa mỏng dày trung bình (chiều dày vỉa mv 2,5 m với chiều cao khấu lò chợ) + Vỉa có điều kiện địa chất ổn định, thăm dị kỹ lưỡng + Than khơng có tính tự cháy + Đá vách tương đối mềm yếu dễ điều khiển đá vách phá hoả toàn phần + Chiều dài theo phương ruộng mỏ không lớn (S 2000m) + Mỏ có vốn đầu tư nhỏ, cần sớm than 5.1.2 Hệ thống khai thác liền gƣơng - tầng chia thành phân tầng Khi chiều dài theo hướng dốc tầng lớn lị chợ khơng đảm bảo điều kiện để khai thác; người ta chia tầng (hoặc dải) thành phân tầng (hay phân dải) Thông thường tầng người ta chia thành hai phân tầng 5.1.2.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị a Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-2) b Thứ tự chuẩn bị Từ cặp thượng trung tâm (thượng 1, thượng phụ 2) mức vận chuyển tầng người ta đào lị dọc vỉa vận chuyển số 3, mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió số Dọc theo phương ruộng mỏ người ta chia thành khu khai thác Mỗi khu khai thác có chiều dài theo phương từ 150 300 mét Trong khu khai thác đào cặp thượng khu (thượng 1‟, thượng phụ 2‟) riêng phục vụ cho việc khai thác khu đó, căp thượng khu bố trí biên giới khu phía trung tâm ruộng mỏ Thứ tự khai thác khu trung tâm dần đến khu cuối biên giới ruộng mỏ Để chuẩn bị cho khu khai thác sau đào cặp thượng 1‟, thượng phụ 2‟ khu; mức trung gian người ta đào dọc vỉa phân tầng (dọc vỉa trung gian) Cách thượng phụ 2‟ khu khoảng chiều dài theo phương trụ bảo vệ thượng người ta đào lò cắt số đưa lò chợ phân tầng khấu tiến trước lò chợ phân tầng từ 10 20 mét Cơng tác chuẩn bị cho lị chợ vào khai thác phân tầng tương tự chuẩn bị hệ thống khai thác liền gương tầng lò (Với khu khai thác người ta sử dụng cặp thượng trung tâm thay cho thượng khu khai thác mà đào thượng cho khu này, lị dọc vỉa thơng gió 77 tầng số khai thác khu trước bảo vệ để tiếp tục thơng gió khai thác khu sau) Trong trình khai thác khu này, người ta chuẩn bị cho khu sau đảm bảo cho công tác khai thác liên tục, kết thúc tầng Trong trình khai thác tầng trên, người ta chuẩn bị cho tầng sau đảm bảo cho công tác khai thác liên tục, kết thúc biên giới phía ruộng mỏ 10t 9t 6't 8t 7t 2' 6'd 1' 5' 10d 9d 8d 7d 150 - 300 m Hình 5-2 Hệ thống khai thác liền gương - tầng chia thành phân tầng 1,2- Cặp thượng trung tâm 1’, 2’- Cặp thượng khu khai thác 3- Dọc vỉa vận tải tầng 4- Dọc vỉa thơng gió tầng 5- Dọc vỉa phân tầng 6- Lò cắt 7- Lò song song chân 8- Họng sáo tháo than 9- Lò song song đầu 10- Họng sáo thơng gió 6’- Lị chợ 5.1.2.2 Sơ đồ công nghệ * Vận tải: - Than: Than từ lò chợ 6t phân tầng qua song song chân xuống họng sáo tháo than xuống lò dọc vỉa phân tầng số thượng vận tải khu 1‟ xuống lò dọc vỉa vận chuyển số thượng trung tâm số vận chuyển ngồi Than từ lị chợ 6d phân tầng qua song song chân xuống họng sáo tháo than xuống lò dọc vỉa vận tải số qua thượng trung tâm số ngồi - Vật liệu: Vật liệu vào lị dọc vỉa thơng gió số qua họng sáo thơng gió song song đầu 7‟ vào lò chợ số 6t phân tầng Vật liệu từ xuống thượng phụ khu khai thác số 2‟ xuống lò dọc vỉa phân tầng số qua họng sáo song song đầu tầng vào lò chợ số 6d phân tầng * Thơng gió: - Nếu điều kiện an tồn cho phép người ta dùng sơ đồ thơng gió nối tiếp có luồng gió bổ sung từ thượng 1‟ 78 Gió vào lị dọc vận tải số nhánh lên thượng khu số 1‟ vào lò dọc vỉa phân tầng số qua họng sáo song song chân phân tầng lên thơng gió cho lị chợ 6t, đồng thời nhánh gió từ dọc vỉa vận tải số qua họng sáo song song chân phân tầng lên thơng gió cho lị chợ số d Gió thải từ lò chợ phân tầng tiếp qua lị chợ phân tầng số 6t Gió từ lị chợ 6t qua song song đầu họng sáo phân tầng qua lị dọc vỉa thơng gió số ngồi Nếu điều kiện khơng cho phép người ta phải thơng gió độc lập cách mở thêm đường lò dọc vỉa trung gian 5‟ nằm cách phía lị dọc vỉa trung gian làm lị dẫn gió thải cho lị chợ phân tầng Tại vị trí thượng phụ 2‟ gặp dọc vỉa phải bố trí cầu gió (hình 5-3) 10t 6't 9t 8t 7t 2' 6'd 5' 10d 9d 1' 8d 7d 150 - 300 m Hình 5-3 Hệ thống khai thác liền gương - tầng chia thành phân tầng (Khi thơng gió độc lập) 1,2- Cặp thượng trung tâm 1’, 2’- Cặp thượng khu khai thác 3- Dọc vỉa vận tải tầng 4- Dọc vỉa thơng gió tầng 5- Lị dọc vỉa vận chuyển phân tầng 5’- Lị dọc vỉa thơng gió phân tầng 6- Lò cắt 6’- Lò chợ 7- Lò song song chân 8- Họng sáo tháo than 9- Lị song song đầu 10- Họng sáo thơng gió 5.1.2.3 Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng * Ưu điểm: - Khối lượng đào lị ban đầu dẫn tới vốn đầu tư ban đầu nhỏ - Thời gian than nhanh - Sớm thu hối vốn đầu tư để đầu tư cho giai đoạn - Công tác thơng gió vận tải ban đầu đơn giản * Nhược điểm: - Tổn thất than lớn phải để lại nhiều trụ bảo vệ 79 - Rị gió qua vùng khai thác lớn - Chi phí bảo vệ đường lò lớn đường lò dọc vỉa phân tầng thượng khu khai thác nằm khu vực hai phía khai thác (đặc biệt lị thượng khu gần kết thúc khu khai thác) - Cơng tác tổ chức sản xuất khó khăn khu khai thác có nhiều vị trí làm việc đồng thời, dẫn tới dễ gây ảnh hưởng lẫn nhau, ách tắc sản xuất * Phạm vi áp dụng: - Dùng cho vỉa dốc thoải, chiều dày vỉa chiều cao lò chợ - Áp dụng với vỉa có hàm lượng khí độc lớn hệ thống khai thác khơng có lò độc đạo chiều dài đường lò cụt nhỏ 5.2 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phƣơng tầng lò Hệ thống khai thác cột dài theo phương tầng lò hệ thống khai thác mà tầng có chiều dài theo hướng dốc tầng khơng lớn đủ để bố trí lị chợ đường lò chuẩn bị tầng (lò dọc vỉa vận chuyển, lị dọc vỉa thơng gió) đào trước vào khai thác lò chợ chia vỉa thành cột than chạy dài theo phương vỉa Hướng khấu tầng tiến hành từ biên giới trung tâm (khấu giật) Hệ thống khai thác cột dài có vài đặc điểm sau: Cơng việc khấu than lị chợ cơng việc đào đường lị chuẩn bị khơng bị ảnh hưởng lẫn nhau, lị chợ bắt đầu khấu than việc đào lị chuẩn bị kết thúc Do tổ chức sản xuất đơn giản 5.2.1 Sơ đồ hệ thống khai thác thứ tự đào lò 5.2.1.1 Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-4) 5' 3' Hình 5-4 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng lò 1,2- Cặp thượng trung tâm 3- Lò dọc vỉa vận tải 4- Lị dọc vỉa thơng gió; 5- Lị cắt 6- Lò song song chân 7- Họng sáo tháo than 80 5’- Lò chợ 5.2.1.2 Thứ tự chuẩn bị Từ cặp thượng trung tâm (thượng 1, thượng phụ 2) mức vận chuyển tầng người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển 3, mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió Hai đường lị đào tới biên giới ruộng mỏ, sau đào lò cắt số nối từ đến để làm luồng khấu cho lò chợ số 5‟ Để đưa lò chợ vào khai thác, người ta đào lò song song chân (cách lò dọc vỉa vận tải số khoảng chiều cao nghiêng trụ bảo vệ lò dọc vỉa vận chuyển), đào họng sáo tháo than nối từ đến Lò chợ tiến hành khai thác từ biên giới đến trung tâm ruộng mỏ Trong trình khai thác tầng người ta chuẩn bị cho tầng tương tự chuẩn bị tầng trên, lò dọc vỉa vận chuyển tầng bảo vệ giữ lại làm lị thơng gió cho tầng đào thêm lò dọc vỉa vận chuyển tầng dưới, lò cắt Đảm bảo cho tầng kết thúc khai thác tầng cơng việc chuẩn bị hồn tất cơng tác khai thác liên tục 5.2.2 Sơ đồ công nghệ + Vận tải than: Than từ lò chợ 5‟ xuống lò song song chân qua họng sáo tháo than xuống lò dọc vỉa vận tải số vận chuyển qua thượng số + Vận tải vật liệu: Vật liệu từ ngồi vào lị dọc vỉa thơng gió số xuống lị chợ số 5‟ + Thơng gió: Gió từ thượng số vào lò dọc vỉa vận tải số qua họng sáo số vào lò song song chân số lên thơng gió cho lị chợ 5‟ lên lị dọc vỉa thơng gió số ngồi 5.2.3 Ƣu nhƣợc điểm, phạm vi áp dụng * Ưu điểm: - Chi phí bảo vệ đường lị nhỏ so với hệ thống khai thác liền gương đường lị nằm khối than ngun, khơng phải bảo vệ lị thơng gió phía sau lị chợ khai thác - Tổn thất than so với hệ thống khai thác than liền gương (khấu đuổi) - Công tác vận tải thơng gió vào khai thác đơn giản, khơng bị rị gió qua khu vực khai thác - Việc đào đường lò chuẩn bị tiến hành trước vào khai thác lò chợ góp phần bổ sung thêm tài liệu địa chất khu vực, tạo điều kiện chủ động trình khai thác sau Công tác tổ chức sản xuất đơn giản - Tạo điều kiện khí Mêtan trước vào khai thác - Dễ cách ly có cố cháy mỏ xảy - Số mét lò chuẩn bị tính cho 1000 than khai thác giảm -Tổn thất than nhỏ để lại làm tru bảo vệ lị dọc vỉa thơng gió * Nhược điểm: - Vốn đầu tư ban đầu lớn phải đào khối lượng đường lò chuẩn bị ban đầu nhiều - Thời gian than chậm - Công tác thông gió đào lị chuẩn bị khó khăn chiều dài đường lị độc đạo cần thơng gió cục dài 81 * Phạm vi áp dụng: - Vỉa dốc thoải, nghiêng (góc dốc vỉa v 350 thuận lợi nhất), vỉa mỏng dày trung bình (chiều dày vỉa mv 2,5m với chiều cao khấu lò chợ) - Đá vách tương đối mềm yếu, dễ sập đổ (dễ điều khiển đá vách phá hỏa tồn phần) - Mỏ có sẵn vốn đầu tư xây dựng - Chiều dài theo phương ruộng mỏ không lớn (S 2000m) 5.3 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phƣơng tầng chia thành phân tầng Khi chiều dài theo hướng dốc tầng (hay dải) lớn lị chợ khơng đảm bảo điều kiện để khai thác; người ta chia tầng (hoặc dải) thành phân tầng (hay phân dải) Thông thường tầng người ta chia thành hai phân tầng Trong hệ thống khai thác dọc theo phương ruộng mỏ người ta phân thành khu khai thác khu khai thác bố trí cặp thượng khu riêng biệt phân thành phương án sau: 5.3.1 Hệ thống khai thác cột dài theo phƣơng chia tầng thành phân tầng vận tải than lị thƣợng phía sau 5.3.1.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự đào lò chuẩn bị a Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-5) 9t 10t 6't 7t 8t 5 2' 6'd 1' 8d 7d 300 - 500 m Hình 5-5 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng chia thành phân tầng vận tải than lị thượng phía sau 1,2- Cặp thượng trung tâm 1’, 2’- Cặp thượng khu khai thác 3- Dọc vỉa vận tải 4- Dọc vỉa thơng gió 5- Dọc vỉa phân tầng 6- Lò cắt 7- Lò song song chân 8- Họng sáo tháo than 9- Lò song song đầu 10- Họng sáo thơng gió 82 6’- Lị chợ b Thứ tự chuẩn bị Từ cặp thượng trung tâm (thượng 1, thượng phụ 2) mức vận chuyển tầng người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển số 3, mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió số Dọc theo phương ruộng mỏ người ta chia thành khu khai thác Mỗi khu khai thác có chiều dài theo phương từ 300 500 mét Trong khu khai thác đào cặp thượng khu (thượng 1‟, thượng phụ 2‟) riêng phục vụ cho việc khai thác khu đó, căp thượng khu bố trí biên giới khu (về phía sau) phía trung tâm ruộng mỏ Thứ tự khai thác khu trung tâm dần đến khu cuối biên giới ruộng mỏ tầng Để chuẩn bị cho khu khai thác; sau đào cặp thượng 1‟, thượng phụ 2‟ khu; từ cặp thượng mức trung gian người ta đào dọc vỉa phân tầng (dọc vỉa trung gian) đến tận biên giới bên khu Sau đào lò cắt số đưa lò chợ phân tầng khấu tiến trước lò chợ phân tầng từ 10 20 mét Công tác chuẩn bị cho lò chợ vào khai thác tương tự chuẩn bị hệ thống khai thác chia cột dài theo phương gương tầng lò (Với khu khai thác người ta sử dụng cặp thượng trung tâm thay cho thượng khu khai thác mà đào thượng cho khu này, lị dọc vỉa thơng gió tầng số khai thác khu trước bảo vệ để thông gió khai thác khu sau) Trong q trình khai thác khu này, người ta chuẩn bị cho khu sau đảm bảo cho công tác khai thác liên tục, kết thúc tầng Trong trình khai thác tầng trên, người ta chuẩn bị cho tầng sau đảm bảo cho công tác khai thác liên tục, kết thúc biên giới phía ruộng mỏ 5.3.1.2 Sơ đồ cơng nghệ * Cơng tác vận tải: + Than: Than từ lị chợ 6t xuống song song chân họng sáo phân tầng sau qua lị dọc vỉa phân tầng theo thượng số xuống lị dọc vỉa vận chuyển số tầng Với lò chợ 6d than qua lò song song chân họng sáo phân tầng xuống lò dọc vỉa vận chuyển số qua thượng trung tâm số + Vật liệu: Vật liệu từ ngồi vào lị dọc vỉa thơng gió xuống qua họng sáo song song đầu phân tầng vào lò chợ 6t, từ lị dọc vỉa thơng gió than xuống lị thượng phụ số 2‟ vào lò dọc vỉa phân tầng số vào lị chợ 6d * Cơng tác thơng gió: - Để thơng gió cho lị chợ áp dụng sơ đồ thơng gió nối tiếp có luồng gió bổ sung Đối với lị chợ gió từ dọc vỉa vận chuyển số qua họng sáo vào lị song song chân lên thơng gió cho lị chợ 6d lên lò dọc vỉa phân tầng số 5, gió thải kết hợp với luồng gió bổ sung vào từ lò thượng 1‟ vào dọc vỉa phân tầng số lên thơng gió cho lị chợ 6t qua song song đầu qua họng sáo thông gió vào lị dọc vỉa thơng gió số 5.3.1.3 Ưu nhược điểm điều kiện áp dụng * Ưu điểm: - Công tác khai thác chuẩn bị khu khai thác không ảnh hưởng lẫn đường lị chuẩn đào trước vào khai thác 83 - Hướng tiến lò chợ chiều với vận tải nên chiều dài tuyến vận tải nhỏ - Cơng tác nước đào lị dọc vỉa phân tầng thuận tiện nước tự nhiên * Nhược điểm: - Chi phí bảo vệ thượng khu khai thác lớn phía ln nằm khu vực khai thác; đặc biệt gần kết thúc khu khai thác thượng khu khai thác nằm khu vực hai phía khai thác - Tổn thất than để lại làm trụ bảo vệ lớn - Khi kết thúc khu khai thác việc di chuyển thiết bị sang khu khai thác chi phí nhiều (nhân cơng, thời gian), phải vận chuyển đường vịng - Điều khiển đá vách sập đổ không đặn, liên tục * Điều kiện áp dụng: - Vỉa dốc thoải, dốc nghiêng, mỏng trung bình - Hàm lượng khí độc thấp (mỏ loại I đến loại II) - Đối với đá vách dễ sập đổ, khơng có nguy sập đổ đột ngột 5.3.2 Hệ thống khai thác cột dài theo phƣơng chia tầng thành phân tầng vận tải than lị thƣợng phía trƣớc 5.3.2.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị a Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-6) 10t 9t 6't 8t 7t 2' 6'd 1' 8d 7d 300-500m Hình 5-6 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng chia thành phân tầng vận tải than lị thượng phía trước 1, 2- Cặp lò thượng trung tâm; 1’,2’- Cặp lò thượng khu khai thác; 3- Lò dọc vỉa vận chuyển; 4- Lò dọc vỉa thơng gió tầng; 5- Lị dọc vỉa phân tầng ; 6- Lò cắt 6’- Lò chợ; 8- Họng sáo tháo than; 7- Lò song song chân; 9- Lị song song đầu; 10- Họng sáo thơng gió 84 Khi khoảng cách tiến trước lị chợ vỉa so với lị chợ vỉa khơng gian thời gian phải thỏa mãn điều kiện: Khoảng cách tối thiểu hai gương lò chợ là: X M cot g l ; m (8-5) Trong đó: Xmin- Khoảng cách tối thiểu đảm bảo an tồn cho lị chợ vỉa trên; mét M- Khoảng cách hai vỉa; mét - Góc dịch chuyển đất đá khai thác vỉa dưới; độ l - Chiều dài khoảng cách dự trữ; mét (l= 50 60 m) Khoảng cách theo thời gian hai gương lò là: Hay: t X ; tháng (8-6) t M cot g l ; v tháng (8-7) v v - Tốc độ tiến gương lò chợ, m/tháng 8.2 Các phƣơng pháp khai thác đặc biệt 8.2.1 Khai thác vỉa điều kiện đặc biệt Trong q trình khai thác than khu vực có điều kiện kiến tạo địa chất đặc biệt Trong điều kiện sử dụng phương pháp hệ thống khai thác truyền thống không hiệu kinh tế mức độ an toàn thấp Các điều kiện địa chất đặc biệt gặp mỏ than thường là: 8.2.1.1 Các vỉa có nguy hiểm than khí a Hiện tượng Hiện tượng than khí xảy thay đổi đột ngột trạng thái ứng suất vỉa than bão hịa khí gần mặt lộ (gương lị chợ) Phụt than khí gây phá hủy phần hay tồn than khí (vài trăm đến vài nghìn mét khối Mêtan hay Cácbonníc) tạo nên dịng bụi than lẫn khí khơng gian đường lị Phụt than khí phát sinh đột ngột nguy hiểm Hiện tượng thường xuất khai thác sâu, tượng xảy phần nông gần đứt gãy Khi khai thác mỏ xuất nguy than khí phải có biện pháp phịng chống tương ứng Các vỉa than có nguy hiểm than khí thường than mềm yếu đất đá xung quanh vững khơng bị nứt nẻ Vỉa dốc, có khả khí than lớn b Nguyên nhân Hiện chưa có lý thuyết xác định nguyên nhân gây tượng Dựa vào nghiên cứu IMP Rumani viện nghiên cứu khoa học trắc địa mỏ toàn Liên bang (viện ВНИМИ Всесоюзный Научно - Исследовательсий Маркщеийдерский Инститýт) xác định tượng sau: Sau 146 xuất sụt lở vách trực tiếp, áp lực vách võng xuống nén ép vỉa than đất đá vách trực tiếp Than phần gần gương nứt nẻ giảm khả chống đỡ, điểm tựa vùng này, áp lực chuyển sâu vào phía trong, vùng xuất vùng ứng suất tập trung Dưới áp lực phá hủy phần than gương Kết than chuyển từ trạng thái ứng suất trục sang trục bị vỡ vụn tạo thành kẽ nứt, với tượng khí mạnh mẽ, tiếp lại vùng giảm áp lực vùng than phía Khí bắt đầu mạnh mẽ với khí than vụn vỉa Thực chất tượng than khí tượng phức tạp có nhiều nguyên nhân: Áp lực đất đá xung quanh, áp lực khí khối than nguyên, tính chất lý vỉa than… c Biện pháp phòng ngừa Khi khai thác cụm vỉa, có vỉa nguy hiểm than khí Khi người ta tiến hành khai thác vỉa khơng có nguy trước Vỉa gọi vỉa “bảo vệ” tượng than khí không xảy khai thác vỉa Vì: - Giảm ứng suất vỉa nguy hiểm đất đá xung quanh - Thoát bớt phần khí CH4 CO2 vỉa có nguy hiểm hệ thống khe nứt đất đá khai thác vỉa bảo vệ trước tạo nên tượng sụt áp - Nếu điều kiện cho phép người ta khoan tháo (thu hồi) khí trước vào khai thác - Trong q trình đào lị, khai thác phải thường xun khoan thăm dị phía trước gương để thăm dị túi nước túi khí tàng trữ vỉa than d Các phương pháp khai thác vỉa nguy hiểm than khí - Khai thác phương pháp cưa than - Áp dụng hệ thống khai thác chia cột (các đường lò chuẩn bị đào trước vào khai thác tạo điều kiện thoát trước vào khai thác để giảm bớt nguy nổ khí) - Khai thác khơng để lại trụ bảo vệ 8.2.1.2 Các vỉa có nguy hiểm cú đấm vách Cú đấm vách tượng sập đổ đột ngột đất đá vách Cú đấm vách thường xuất nhiều vỉa than cứng đất đá xung quanh vững sập đổ đột ngột chúng tương tự vụ nổ Càng xuống sâu cường độ tần số xuất cú đấm vách tăng Các cú đấm vách có biểu qua dấu hiệu báo trước như: Tiếng nứt tách chống (nếu gỗ), biến dạng chống đất đá xung quanh… Nhưng có trường hợp khơng có dấu hiệu báo trước mà xảy vụ nổ có chấn động lớn (khi đá vách cứng vững bị bóc lộ với kích thước đạt bước gẫy tự do) Do đặc điểm bất ngờ cú đấm vách nên cú đấm vách nguy hiểm Biện pháp phòng ngừa chủ yếu phịng ngừa than khí nêu Để giảm áp lực tựa vỉa mỏng dày trung bình, sau lần khấu phải đảm bảo sập đổ vách trực tiếp sụt lở theo cách liên tục vách, lựa chọn phương pháp điều khiển áp lực mỏ hợp lý (chèn lị tồn phần, phá hỏa cưỡng bức) 147 Đối với vỉa dày nên khai thác theo lớp nghiêng khai thác theo hướng từ xuống với chèn lị tồn phần đảm bảo hạ vách từ từ lớp khai thác với chiều dày nhỏ 8.2.1.3 Các vỉa than có tính tự cháy Khi khai thác vỉa than có tính tự cháy đường lị chuẩn bị cần phải bố trí đá trụ Diện tích đường lò phải ổn định để tránh dòng chảy rối luồng gió, gây rị gió vào vùng khai thác làm cháy than cịn sót lại Những biện pháp phịng chống sụt lở than vào đường lò chuẩn bị là: Đào lò chuẩn bị qua khu vực khơng có phá hủy kiến tạo, sử dụng lượng thuốc nổ tối thiểu, chống giữ vững bảo dưỡng thường xuyên Nếu đào lò qua vùng bị phá hủy mạnh phải chống giữ chống linh hoạt loại phù hợp Có thể áp dụng hệ thống khai thác dễ cách ly, không bị rị gió qua vùng khai thác (hệ thống khai thác chia cột dài theo phương), công nghệ khai thác sức nước, bơm ép nước làm ẩm than vỉa trước vào khai thác vừa chống bụi vừa phòng ngừa khả cháy nội sinh than… 8.2.1.4 Các vỉa than có nguy bục nước a Khái quát Trong khoáng sàng than nâu vách trụ thường có lớp cát kết hay cát Loại nham thạch loại nham thạch chứa nước, gặp nước độ bền giảm, gây trở ngại khai thác lúc đào đường lò qua vỉa xuất tượng cát chảy gây nguy hiểm khai thác lị chợ (cột chống bị lún khơng thu hồi được, đá vách dễ sập đổ…) Khai thác vỉa than điều kiện cần có phương pháp đặc biệt đào lò chuẩn bị việc khai thác Để tổ chức khai thác lị chợ phải thực hai cơng việc chính: Làm khô đất đá ngậm nước vách giảm áp lực nước lớp đất đá trụ vỉa Để làm điều ta cần xác định vị trí phân bố đặc tính vật lý cấu tạo pha rắn loại đất đá ngậm nước khối lượng nước cần làm khô, lưu lượng nước chảy vào mỏ Điều quan trọng phải biết thời điểm áp suất nước đá vách, đá trụ giảm tới mức không nguy hiểm cho khai thác Xác định điều thực việc lấy mẫu khoan hay phương pháp địa vật lý b Các biện pháp thoát nước khai thác + Thoát nước nhờ sụt lở: Nếu lớp đất đá dễ thoát nước đá vách có chiều dày lớn 12 lần chiều dày vỉa, đường lò chuẩn bị đào than khơng có nguy bục nước nước thoát phá hỏa đá vách Sau xác định giới hạn chiều cao nghiêng tầng, người ta chia tầng thành khu khai thác dài từ 200 250 mét, khu lại chia thành phân tầng ngắn, khấu đồng thời phân tầng Ở phân tầng người ta đào lò đoạn lò dốc để tháo nước dọc theo hướng dốc vỉa đoạn lò dài 10 15m rộng 4m bám sát vách vỉa cách 8m Miệng lò 148 chèn kín xây tường có đặt ống nước Sau phá sập chống tạo sụt lở vách vùng đất đá ngậm nước tạo đường thoát nước chảy qua khe nứt nứt, nước thấm qua ỗng dẫn ngồi rãnh nước làm khơ vỉa Sau tiến hành khai thác hệ thống khai thác thơng thường H×nh 9.2.a: Sơ đồ làm khô khu khai thác, hệ thống khai thác cột dài theo phuơng Hỡnh 8-4 S lm khô khu khai thác sử dụng hệ thống khai thác cột dài theo phương + Thoát nước giếng: Nếu vùng đất đá ngậm nước gần măt đất, để làm khô vỉa thực thông qua giếng thoát nước đào từ mặt đất lớp chứa nước Thoát nước cách bơm nước giếng để giảm mức nước quanh giếng Bằng cách tạo quanh giếng phễu nước có đỉnh đáy giếng tiết diện tròn tối đa mức nước cũ Bán kính tiết diện gọi bán kính ảnh hưởng R¶nhhưởng hng R nh Cỏt Lớpkhụng khôngcha chứanc nuớc Vùng Vựng làm lm khô khụ cha nc chúa nuớc Cátcúcó Cỏt Lớp chứa nước nc Lớp kh«ng khơng chứa 8-5 Phương pháp làm khụbằng bnggiếng gingđào otùtmặt mtđất t HìnhHỡnh 9.2.b: Phuơng pháp làm khô + Thoỏt nc bng cỏc l khoan: Nu lớp ngậm nước vỉa than gần mặt đất, tiến hành khoan lỗ khoan lớn từ mặt đất tới tới độ sâu lớn đường lò chuẩn bị nối thông với ống tập trung Trên suốt chiều sâu ống 90 100 mm có lỗ khoan xung quanh thành để thấm nước từ đường lò chuẩn bị từ ú nc c bm ngo 149 Cát thạch Cỏt thạch anh anh 8.2.1.5 Các vỉa than cơng trình hồ nước ống lọc èng läc C¸t chøa nø¬c Khi khai thác vỉa Líp kh«ng Lớp khơng thấm nước thÊm cơng trình hồ nước bề mặt thực cách để lại trụ than bảo vệ hay chèn lò Bằng biện pháp có VØa thể tránh biến dạng tồn phần hay biến dạng lớn có ảnh hưởng tớiH×nh cỏc 9.2.c: Sơ đồ làm khô ống lọ cụng trình bề mặt Hình 8-6 Phương pháp làm khơ ống lọc Các biện pháp để lại trụ bảo vệ thường gây tổn thất trữ lượng khoáng sàng đồng thời phải khai thác xuống sâu Ngoài việc để lại trụ than bảo vệ gây cháy mỏ (khi than có tính tự cháy) phải tăng cường bảo dưỡng đường lị Sử dụng chèn lị tồn phần hay chèn lị phần khơng có lợi giá trị cơng trình bề mặt nhỏ so với giá thành chèn lị Khi việc lựa chọn biện pháp bảo vệ cơng trình cần tn theo nguyên lý sau: - Chọn hệ thống khai thác đảm bảo không hoăc gây biến dạng cho bề mặt mà khơng gây nguy hiểm cho cơng trình, tốt hệ thống khai thác chèn lị tồn phần hay chèn lị phần - Bố trí vị trí lị chợ vỉa cho biến dạng bề mặt bị giảm bớt có tác động ngược chiều - Khi khai thác lò chợ dài thực liên tục với vận tốc cao nên sử dụng công nghệ khai thác đại tổ chức khoa học cơng tác lị chợ 8.2.2 Các phƣơng pháp khai thác đặc biệt 8.2.2.1 Khai thác than hầm lò sức nước a Khái quát chung khai thác than hầm lò sức nước Khai thác than sức nước công nghệ khai thác tiến bộ, bảo đảm q trình khai thác liên tục, cơng việc nặng nhọc khấu than, xúc bốc vận chuyển than phần công tác tuyển than nhờ lượng dịng nước có áp suất lớn để phá than đưa than từ gương khai thác hầm chứa để đưa lên mặt đất Lò chợ khơng phải chống giữ tác dụng phá than nhờ súng bắn nước cách vị trí phá than xa từ 10 15 mét Công việc khai thác khơng có người trực tiếp gương khấu Những thực nghiệm thử nghiệm vùng than Donbas (Liên Xô cũ) từ năm 1935 áp dụng nhiều mỏ giới Sản lượng mỏ khai thác đạt từ triệu tấn/năm Khai thác sức nước áp dụng rộng rãi nước khác như: Tiệp Khắc, Ba Lan, Trung Quốc, Mỹ, Anh, Pháp b Sơ đồ công nghệ khai thác than sức nước: Nước từ bể bơm số bơm cao áp số mặt đất bơm xuống mỏ qua đường ống cấp nước số cho sung bắn nước số gương khấu để phá than Than phá hòa lẫn với nước thành dung dịch than - nước theo máng (ống dẫn) số chảy tới bể bơm khu vực sân giếng số Tại cục than cỡ vận chuyển 150 máy nghiền nghiền nhỏ Máy bơm số khu khu vực sân giếng bơm dung dịch than - nước theo ống số lên mặt đất, chứa bunker số 9, cấp liệu cho nhà máy sàng tuyển số10 Nước bùn qua xiclon khử nước tách than Nước chảy vào bể 14 trạm bơm cao áp tái sử dụng theo lưu trình tiếp sau a) b) Hình 8-7 Sơ đồ cơng nghệ khai thác than sức nước a) Hướng khấu theo hướng dốc; b) Hướng khấu theo phương 1- Trạm bơm cao áp mặt đất 2- Bể chứa nước mặt đất 3- Đường ống cấp nước 4- Súng bắn nước gương khấu 5- Ống dẫn dung dịch than - nước 6- Bể chứa hỗn hợp than - nước sân giếng 7-Máy bơm 8- Ống dẫn dung dịch than - nước lên mặt đất 9- Bunker 10- Nhà máy sàng tuyển 11- Xiclon tách than - nước 12- kho than 13- Xe vận tải than 14- Bể thu hồi nước 151 Hiện người ta thử nghiệm súng bắn nước có áp suất lớn 1000 2000at Hiệu súng bắn nước cho phép đào đường lò chuẩn bị đất đá rắn trung bình cứng Phương pháp khai thác có ưu điểm an tồn tuyệt đối khí bụi nổ chống cháy nội sinh Nhưng có nhược điểm thiết bị chuyên dụng, sơ đồ cơng nghệ phức tạp, chi phí nước lớn Khai thác than hầm lị sức nước cơng nghệ tiên tiến Các tính tốn kinh tế cho thấy phương pháp hẳn phương pháp thông thường Năng suất lao động cao mức độ giới hóa cao q trình khai thác than, giảm cơng tác phụ trợ tồn q trình khai thác xẩy gián đoạn, tính liên tục cao Hướng hồn thiện phương pháp giảm bớt khối lượng công việc phụ trợ, đặc biệt vận chuyển vật liệu, hoàn thiện thiết bị công nghệ bơm áp suất cao bơm tải than, tăng công suất mỏ Các tiêu kinh tế kỹ thuật khai thác sức nước đạt 40 50% cao so với áp dụng hệ thống khai thác thơng thường, chi phí gỗ giảm lần Tuy nhiên điều kiện áp dụng hạn chế lượng nước sử dụng nhiều chi phí lượng lớn (50 kwh/tấn) phải cần làm khô chất lượng than bị ảnh hưởng c Công tác mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ khai thác sức nước Công tác mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ nói chung tương tự cách khai thác thông thường Tuy nhiên mở vỉa chuẩn bị mỏ khai thác sức nước cần phải ý: - Các đường lị mở vỉa cần có độ dốc bể chứa dung dịch than - nước nhỏ 7‰ - Trên tuyến đường vận chuyển cần bố trí số gương lò đồng thời hoạt động nhiều vỉa - Cần bố trí cấp chuyển tải tốt - Các đường lị mở vỉa cần tận dụng nằm khống sàng để đào lị cho vận chuyển tự chảy tối đa d Hệ thống khai thác áp dụng khai thác than sức nước Tùy theo chiều dày vỉa than, góc dốc vỉa than sử dụng khai thác gương lị chợ dài hay ngắn, sử dụng cột dài theo phương cột dài theo chiều dốc Với vỉa thoải có chiều dày trung bình sử dụng hệ hống khai thác cột dài theo chiều dốc khấu than từ lị thơng gió xuống theo luồng Ở cánh ruộng mỏ, từ lò thượng (hay lò hạ) đào lò dọc vỉa vận chuyển số 1, dọc vỉa thơng gió số lò song song số tận biên giới ruộng mỏ Các đường lò đào với độ dốc † 7‰ phía lị thượng Lị số lò vận chuyển dung dịch than - nước, lò số dùng người lại Tầng chia thành cột dài theo hướng dốc với chiều rộng cột từ 15 † 20 m nhờ lò thượng 4, lò thượng đào lị nối để lại Cơng tác khấu than cột tiến hành từ xuống Với vỉa dày dốc đứng thường sử dụng hệ thống khai thác tầng chia thành phân tầng Cách chuẩn bị hệ thống khai thác tương tự hệ thống khai thác tầng chia thành phân tầng khác trình khấu than thực sức nước 152 Hình 8-8 Hệ thống khai thác cột dài theo chiều dốc Vỉa than chia thành hai lớp: lớp phía khai thác lị chợ dài thơng thường trước phá hỏa tiến hành lát giàn chống dẻo Lớp than phía giàn dẻo chia thành phân tầng Các đường lò dọc vỉa phân tầng đào với độ dốc † 7‰ phía lị thượng Lớp than giàn dẻo khai thác sức nước đường lò dọc vỉa phân tầng (như hệ thống khai thác phá hỏa lị dọc vỉa phân tầng) Hình 8-9 Hệ thống khai thác cột dài theo phương 153 8.2.2.2 Khí hóa than Phương pháp khí hóa than long đất chuyển đổi chỗ khống sàng than thành sản phẩm khí cháy sau dẫn chúng lên mặt đất Phương pháp khí hóa than nhà bác học Đ.I.Menđêlêev đề xuất khả khí hóa than lịng đất vào năm 1888 Đến năm 1925 Giáo sư A.A.Bôikii Trường Đại học Mỏ LêNingrađ (Liên Xô cũ) đề nghị sơ đồ thử nghiệm thành cơng phịng thí nghiệm Khí hóa than lòng đất tức đốt cháy than đất hút, thu hồi khí cháy lên Để thực cơng việc đó; trường hợp đơn giản nhất, người ta khoan hai lỗ khoan gặp vỉa dự định khí hóa Giữa hai lỗ khoan phải có rãnh thơng; nghĩa tạo đường liên lạc khí qua Sau nung vỉa liên tục, thổi khơng khí vào lỗ khoan thu khí cháy từ lỗ khoan Tùy theo chế độ thổi khí vào mà ta thu khí có thành phần hóa học khác Những thử nghiệm cơng nghiệp cơng nghệ khí hóa than bắt đầu vào năm 1940 (trước chiến tranh giới lần thứ II) vùng mỏ Đônbats bể than gần Moskva thu thành công ban đầu tốt Cơng nghệ thử nghiệm khí hóa than Liên Xô cũ thực cách: Người ta đào hai giếng đến gặp vỉa than, đào lị liên lạc (rãnh) số nối thơng hai giếng, đặt hệ thống đường ống chịu nhiệt hai giếng đưa hai điện cực xuống, đóng điện, hai điện cực phát hồ quang đốt cháy than, lấp kín hai giếng Sau thổi khơng khí vào đường ống giếng bên này, hút thu hồi sản phẩm qua đường ống giếng bên Sau người ta khoan tiếp lỗ khoan khác xung quanh khu vục, để hút thu hồi khí, điều khiển mở rộng khu vực đám cháy bên vỉa than Đối với phương pháp khí hóa than mở vỉa để khai thác khí than hóa thực đường lị mở vỉa hay lỗ khoan từ mặt đất Hình 8-10 Phương pháp khai thác khí hóa than 1- Giếng có đặt ống để dẫn khơng khí xuống 2- Giếng có đặt ống dẫn thu hồi khí lên 3- Lị liên lạc (rãnh thông) để tạo vùng đám cháy 154 - Trong hỗn hợp khí thu hồi phần lớn khí CO, CH4 cháy tạo nhiệt lượng lớn - Phương pháp có ưu điểm khơng phá hoại bề mặt, công nghệ đại Nhưng có nhược điểm tổn hao nhiệt lượng lớn, địi hỏi khắt khe vấn đề an tồn thu hồi khí khí CO độc Khó khăn lớn phương pháp điều khiển q trình cháy Để áp dụng khí than hóa điều kiện địa chất khu vực phải ổn định, không bị phay phá, vỉa không chứa nước, đất đá xung quanh ổn định khơng có kẽ nứt Khí hóa than áp dụng cho vỉa song có lợi vỉa mỏng than có phẩm chất Đối với điều kiện trình độ khai thác mỏ nước ta số nước khác giới khí hóa than chưa phải phương pháp cơng nghiệp chưa có nhiều kinh nghiệm q trình khí hóa than đồng thới số vấn đề liên quan điều khiển cháy, điều khiển áp lực mỏ, điều chỉnh chế độ thoát khí 155 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Cơng nghiệp, “Qui phạm kỹ thuật khai thác hầm lò than diệp thạch - 18TCN-5-2006”, Hà Nội, năm 2006 Bộ Công thương, “Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị, QCVN 01:2011/BCT”, Hà Nội, năm 2011 Đặng Văn Cương, Giáo trình “Mở vỉa khai thác than hầm lò, Trường Đại học Mỏ - Đại chất, Nhà xuất Giao thông vận tải - Hà Nội, năm 1998 Sổ tay tóm tắt cán kỹ thuật mỏ Người dịch: Nguyễn Xuân Hùng, Thanh Hiếu - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - Hà Nội - 1971 (Dịch theo nguyên tiếng Nga) Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cương; Giáo trình “Cơng nghệ khai thác hầm lị”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, năm 1993 Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong, Thái Hồng Phương, Trần Văn Thanh, Giáo trình “Mở vỉa khai thác hầm lị khống sàng dạng vỉa”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, năm 2002 ВСКРЫТИЕ И СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ; Α Π Κилячков; Москва “Недрa” 1976 (Tiếng Nga) СПРАВОЧНИК ГОРНОГО ИНЖЕНРА; Докт Тект Наук Проф В.К.Бучнева; Москва “Недрa” 1960 (Tiếng Nga) КРАТКИЙ СПРАВОЧНИК ГОРНОГО ИНЖЕНРА; А.А.Бойко; Н.А.Богатов; А.И.Мителко; М.И.Фризман; А.К.Бурфщаков; В.Г.Щорин; К.К.Кузнесов; А.А.Крорафщев; Москва “Недрa” 1971 (Tiếng Nga) 10 ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Nhiều tác giả tham gia; Москва “Недрa” 1978 (Tiếng Nga) 11 MEI KUANG KAI CAI XUE ;Xu Yong Qi; Zhong Guo Kuang ye Da xue chu ban she 1999 (Tiếng Hán) 156 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU I Nhập môn II Bài mở đầu Các giả thuyết thành tạo than Khái niệm vỉa than yếu tố nằm vỉa Phân loại vỉa than theo điều kiện khai thác Các thành phần than Sơ lược lịch sử khai thác than Việt Nam 10 Sự phân bố than Việt Nam 10 PHẦN I- MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG THAN 11 Chƣơng 1- RUỘNG MỎ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CHUẨN BỊ RUỘNG THAN 11 1.1 Ruộng mỏ 11 1.1.1 Khái niệm, hình dáng, kích thước, cách xác định 11 1.1.2 Phân loại ruộng mỏ 12 1.2 Trữ lượng - Tổn thất - Sản lượng - Tuổi mỏ 13 1.2.1 Trữ lượng .13 1.2.2 Tổn thất - Sản lượng Tuổi mỏ 17 1.3 Các phương pháp chuẩn bị ruộng than 20 1.3.1 Khái niệm công tác chuẩn bị ruộng than 21 1.3.2 Các phương pháp chuẩn bị ruộng than .22 1.4 Hướng khai thác (khấu) ruộng than .27 1.4.1 Khấu đuổi .27 1.4.2 Khấu giật 29 1.5 Xác định thông số chuẩn bị ruộng mỏ 30 1.5.1 Xác định tổng chiều dài lò chợ hoạt động đồng thời đảm bảo sản lượng 30 1.5.2 Xác định chiều cao nghiêng tầng (phân tầng) hay dải khấu 32 Chƣơng - MỞ VỈA RUỘNG THAN 34 2.1 Khái niệm - Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa 34 2.1.1 Khái niệm phân loại sơ đồ mở vỉa 34 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác mở vỉa chuẩn bị .34 2.2 Các sơ đồ mở vỉa giếng nghiêng 35 2.2.1 Sơ đồ mở vỉa giếng nghiêng cho vỉa dốc thoải giếng đào than ruộng than chia tầng 35 2.2.2 Các sơ đồ mở vỉa giếng nghiêng khác 37 2.3 Các sơ đồ mở vỉa giếng đứng 40 2.3.1 Xác định vị bố trí trí giếng (cửa lị) .40 2.3.2 Sơ đồ bố trí giếng ruộng than 43 2.3.3 Sơ đồ mở vỉa giếng đứng cho vỉa dốc thoải sân ga mức (với lị xun vỉa chính) - ruộng than chia tầng 45 2.3.4 Sơ đồ mở vỉa giếng đứng cho vỉa dốc thoải sân ga nhiều mức 48 2.3.5 Sơ đồ mở vỉa giếng đứng cho cụm vỉa dốc thoải sân ga nhiều mức kết hợp với lò xuyên vỉa tầng .50 2.3.6 Sơ đồ mở vỉa giếng đứng cho vỉa dốc đứng sân ga bố trí tầng 51 2.4 Các sơ đồ mở vỉa lò .53 2.4.1 Đặc điểm chung 53 157 2.4.2 Mở vỉa lò xuyên vỉa mức 54 2.4.3 Mở vỉa lò xuyên vỉa nhiều mức (xuyên vỉa tầng) 57 2.5 Mở vỉa phương pháp kết hợp 58 2.6 Lựa chọn phương án mở vỉa hợp lý 59 2.6.1 Đặt vấn đề 59 2.6.2 Lựa chọn phương án mở vỉa hợp lý phương pháp tính tổng cộng 59 Chƣơng 3- SÂN GA NGẦM TRONG MỎ HẦM LÒ 62 3.1 Sân ga khu khai thác .62 3.1.1 Khái niệm .62 3.1.2 Các loại sân ga khu khai thác 62 3.2 Sân giếng 65 3.2.1 Khái quát chung 65 3.2.2 Các cơng trình cần có sân giếng 65 3.3.3 Quy mô sân giếng 66 3.3.4 Các kiểu sân ga 67 PHẦN II - HỆ THỐNG KHAI THÁC 69 Chƣơng 4- KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG KHAI THÁC 69 4.1 Một số khái niệm 69 4.1.1 Hệ thống khai thác .69 4.1.2 Lò chợ (lò khai thác) 69 4.1.3 Gương lò chợ .69 4.1.4 Luồng khai thác (luồng sát gương) 69 4.1.5 Luồng bảo vệ 70 4.1.6 Khấu than .70 4.1.7 Điều khiển áp lực mỏ 70 4.1.8 Vách giả .70 4.1.9 Vách trực tiếp .70 4.1.10 Vách 70 4.1.11 Công nghệ khai thác 70 4.2 Phân loại hệ thống khai thác 70 4.2.1 Phân loại theo kích thước lị chợ 71 4.2.2 Phân loại theo yếu tố nằm vỉa 71 4.2.3 Phân loại theo vị trí tương quan gương lị chợ với lò chuẩn bị 71 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác khai thác 72 4.3.1 Nhóm yếu tố tự nhiên .72 4.3.2 Nhóm yếu tố kỹ thuật kinh tế 74 Chƣơng - HỆ THỐNG KHAI THÁC ÁP DỤNG CHO VỈA MỎNG, TRUNG BÌNH - DỐC THOẢI, DỐC NGHIÊNG 75 5.1 Hệ thống khai thác liền gương 75 5.1.1 Hệ thống khai thác liền gương - tầng lò (lò chợ tầng) 75 5.1.2 Hệ thống khai thác liền gương - tầng chia thành phân tầng .77 5.2 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương tầng lò 80 5.2.1 Sơ đồ hệ thống khai thác thứ tự đào lò 80 5.2.2 Sơ đồ công nghệ 81 5.2.3 Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng 81 5.3 Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương tầng chia thành phân tầng .82 5.3.1 Hệ thống khai thác cột dài theo phương chia tầng thành phân tầng vận tải than lị thượng phía sau .82 158 5.3.2 Hệ thống khai thác cột dài theo phương chia tầng thành phân tầng vận tải than lị thượng phía trước 84 5.3.3 Hệ thống khai thác cột dài theo phương chia tầng thành phân tầng vận tải than lò thượng trung tâm 86 5.4 Hệ thống khai thác chia cột dài theo hướng dốc .89 5.4.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị 89 5.4.2 Sơ đồ công nghệ 90 5.4.3 Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng 91 Chƣơng 6- HỆ THỐNG KHAI THÁC ÁP DỤNG CHO VỈA MỎNG VÀ TRUNG BÌNH - DỐC ĐỨNG 92 6.1 Đặc điểm khai thác vỉa dốc đứng 92 6.2 Hệ thống khai thác liền gương lò chợ bậc chân khay .92 6.2.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị 92 6.2.2 Sơ đồ công nghệ 93 6.2.3 Một số thông số bậc chân khay 94 6.2.4 Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng 95 6.3 Hệ thống khai thác lò chợ xiên chéo .96 6.3.1 Cơ sở để giảm độ dốc lò chợ 96 6.3.2 Hệ thống khai thác liền gương - lò chợ xiên chéo .97 6.4 Một số thông số hệ thống khai thác lò chợ dài .99 6.4.1 Chiều dài lò chợ 99 6.4.2 Các thông số khác hệ thống khai thác 101 Chƣơng 7- HỆ THỐNG KHAI THÁC ÁP DỤNG CHO CÁC VỈA DÀY .103 7.1 Đặc điểm - Các phương pháp chia lớp khai thác vỉa dày .103 7.1.1 Đặc điểm khac thác vỉa dày 103 7.1.2 Các cách chia lớp khai thác vỉa dày 103 7.2 Hệ thống khai thác chia lớp nghiêng (chia lớp dốc theo vỉa) phá hỏa toàn phần đá vách 104 7.2.1 Hệ thống khai thác chia lớp nghiêng phá hỏa đá vách .104 7.2.2 Hệ thống khai thác chia lớp nghiêng phá hỏa đá vách hạ trần thu hồi than lớp 107 7.3 Hệ thống khai thác giàn chống dẻo .107 7.3.1 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị khai thác .108 7.3.2 Sơ đồ công nghệ 109 7.3.3 Cấu tạo thi công giàn chống dẻo 110 7.3.4 Tính tốn khả chịu lực lưới 110 7.3.5 Ưu nhược điểm phạm vi áp dụng 113 7.4 Hệ thống khai thác chia lớp 113 7.4.1 Đăc điểm hệ thống khai thác .113 7.4.2 Hệ thống khai thác chia lớp - khấu than từ xuống - phá hỏa toàn phần 114 7.5 Hệ thống khai thác lò chợ buồng (lò chợ ngắn) 118 7.5.1 Hệ thống khai thác cột lưu than 118 7.5.2 Hệ thống khai thác phá nổ lò thượng xiên chéo 124 7.6 Hệ thống khai thác giàn chống cứng phân mảng 130 7.6.1 Đặc điểm hệ thống khai thác .130 7.6.2 Kết cấu giàn chống 130 7.6.3 Sơ đồ hệ thống khai thác thứ tự chuẩn bị khai thác 131 7.6.4 Lắp đặt tháo dỡ giàn chống 133 159 7.6.5 Quy trình cơng nghệ lị chợ (dưới giàn chống) 134 7.6.6 Ưu, nhược điểm điều kiện áp dụng .135 7.6.7 Tính tốn giàn chống 137 7.7 Hệ thống khai thác giàn chống mềm (khấu giật) 139 7.7.1 Đặc điểm hệ thống khai thác .139 7.7.2 Kết cấu giàn chống 139 7.7.3 Sơ đồ hệ thống khai thác thứ tự chuẩn bị .140 7.7.4 Quy trình cơng nghệ lị chợ 141 7.7.5 Ưu, nhược điểm điều kiện áp dụng .142 Chƣơng 8- KHAI THÁC CÁC VỈA GẦN NHAU VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP KHAI THÁC ĐẶC BIỆT 143 8.1 Thứ tự khai thác vỉa cụm vỉa 143 8.1.1 Khái quát chung 143 8.1.2 Điều kiện khai thác từ lên 143 8.1.3 Khai thác vỉa gần 145 8.2 Các phương pháp khai thác đặc biệt .146 8.2.1 Khai thác vỉa điều kiện đặc biệt 146 8.2.2 Các phương pháp khai thác đặc biệt 150 MỤC LỤC 157 160 ... tiến hành khai thác lớp A 2v 2t 3v 3t 5v 4v A B 5t 4t 2t 2v 3't 3'v 5t B-B B 5v 6 0- 80 m 3- th¸ng Hình 7 -2 Hệ thống khai thác chia lớp nghiêng 1- Lò dọc vỉa vận chuyển tầng 2t, 2v- Lị dọc vỉa thơng... lò dọc vỉa lớp lên, hình 7-1 0 4v 4v1 3t1 5v 4v2 1- Xuyên vỉa vận tải; 2- Xun vỉa thơng gió; 3t- Lị dọc vỉa vận tải; 3t1, 3t 2- Dọc vỉa lớp bám trụ; 4v- Lị dọc vỉa thơng gió; 4v1, 4v 2- Dọc vỉa lớp... khiển áp lực mỏ 124 7.5 .2. 2 Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị khai thác a Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 7-1 6) A A 1 2- 15m 73 71 72 A- A B- B B B Hình 7-1 6 Hệ thống khai thác phá nổ lị