Giáo trình Công nghệ Khai thác Than hầm lò Vũ Đình Tiến, Trần Văn Thanh 2005

Giáo trình Công nghệ Khai thác Than Hầm Lò Chương 1: Lịch sự và Hướng phát triển Công nghệ khai thác than hầm lò 1.1 Khái niệm về quy trình công nghệ khai thác than hầm lò 1.2 Các giai đoạn phát triển 1.3 Hướng phát triển 1.4 Tình hình và hướng phát triển của ngành than hầm lò Việt Nam Chương 2: Những nguyên tắc chung 2.1 Tăng cường độ và tập trung hoá sản xuất 2.2 Tính nhịp nhàng và liên tục 2.3 Tính ít công đoạn trong quá trình sản xuất 2.4 Tính linh hoạt 2.5 Tính an toàn 2.6 Tính kinh tế Chương 3: Những đặc điểm công nghệ của các vỉa than và đá mỏ Phần 2: Quá trình khai thác than Chương 4: Khấu than 4.1 Phân loại phương pháp khấu than 4.2 Khấu than bằng khoan nổ mìn 4.3 Khấu than bằng máy liên hợp Chương 5: Chống giữ lò chợ Chương 6: Điều khiển áp lực mỏ ở lò chợ Chương 7: Các công đoạn cuối chu kỳ lò chợ

vũ đình tiến , trần văn công nghệ khai thác than hầm lò hà nội - 2005 vũ đình tiến , trần văn công nghệ khai thác than hầm lò hà nội - 2005 Vũ Đình Tiến , Trần Văn Thanh công nghệ khai thác than hầm lò Hà Nội - 2005 lời nói đầu Giáo trình "Công nghệ khai thác than hầm lò" biên soạn dựa đề cương môn học ngành Khai thác Mỏ đà Bộ môn Khai thác Hầm lò thông qua Trong trình biên soạn, đà tích cực tham khảo kinh nghiệm quý báu kinh qua hai mươi năm giảng dạy môn học thày giáo môn Khai thác Hầm lò Bên cạnh đó, tham khảo cách chọn lọc số giáo trình tương ứng nước ngoài, với mục đích giới thiệu kỹ thuật công nghệ tiên tiến giới, có triển vọng áp dụng phù hợp với điều kiện khai thác than hầm lò Việt Nam Giáo trình nằm chuỗi môn học dùng để giảng dạy cho sinh viên ngành Khai thác Mỏ, tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên chuyên ngành khác có liên quan GVC KS Vũ Đình Tiến biên soạn chương I, II, III, IV, VII, VIII, X XI GVC TS Trần Văn Thanh biên soạn chương V, VI, IX, XII XIII Chúng xin chân thành cám ơn thầy giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò, đặc biệt PGS TS Đặng Văn Cương TS Nguyễn Anh Tuấn, người đà dành nhiều thời gian tâm sức để góp ý thiết thực cho thảo giáo trình Dù sao, lần xuất đầu tiên, tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận ý kiến đóng góp hữu ích bạn đọc Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Các tác giả phần thứ khái niệm chung trình sản xuất khai thác than hầm lò Chương : Lịch sử hướng phát triển công nghệ khai thác than hầm lò 1.1 Khái niệm quy trình công nghệ khai thác than hầm lò Quy trình công nghệ khai thác tập hợp nhiều khâu công tác, cần phải thực theo trình tự thời gian không gian định để lấy khoáng sản có ích Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò hiểu theo nghĩa rộng theo nghĩa hẹp Theo nghĩa rộng, tập hợp trình mở vỉa chuẩn bị ruộng than, trình khấu than gương khai thác, trình vận tải than lên mặt đất hàng loạt vấn đề khác sàng tuyển than, thông gió mỏ, thoát nước, cung cấp vật liệu, máy móc thiết bị lượng, trình công nghệ mặt công nghiệp v.v Theo nghĩa hẹp tập hợp công việc chuẩn bị khai thác, cần thực khu khai thác Trong phạm vi giáo trình này, chủ yếu xem xét vấn đề nghĩa hẹp nói Quy trình công nghệ khai thác than lò chợ chia thành công tác công tác phụ Các công tác khâu tách than khỏi khối nguyên ban đầu, phá vỡ than đến cỡ hạt cần thiết, xúc bốc vận tải than, chống giữ lò chợ điều khiển ¸p lùc má C¸c c«ng t¸c phơ bao gåm viƯc di chuyển thiết bị vận tải theo tiến độ gương lò chợ, cung cấp vật liệu, máy móc, thiết bị, lượng vào lò chợ, thông gió, chống bụi, thoát nước, chiếu sáng, thông tin liên lạc Như vậy, với dạng công nghệ khai thác than khác nhau, có tập hợp công tác phụ khác nhau, tức quy trình công nghệ khai thác than khác Công nghệ khai thác than hầm lò chia thành bốn dạng Đó công nghệ thủ công, công nghệ bán khí hoá, công nghệ khí hoá toàn công nghệ tự động hoá Trong dạng công nghệ thủ công, hầu hết khâu công tác phải thực sức người; công nghệ bán khí hoá máy móc đà làm thay người số công tác ứng dụng công nghệ tự động hoá, loại trừ có mặt thường xuyên người lò chợ 1.2 Các giai đoạn phát triển công nghệ khai thác than hầm lò Để thấy rõ lịch sử phát triển công nghệ khai thác than hầm lò giới từ đầu kỷ XX đến nay, phải xem xét bước phát triển công nghiệp than nước sản xuất nhiều than có trình độ công nghiệp tiên tiến giới, nước châu Âu, Bắc Mỹ, úc, Trung Quốc Qua đó, thấy giai đoạn phát triển công nghệ khai thác than hầm lò sau: Giai đoạn I - Từ đầu kỷ XX đến trước đại chiến giới lần thứ hai: Trình độ khí hoá sản xuất mức thấp, nhiều khâu công nghệ phải thao tác thủ công, khâu chống lò điều khiển áp lực mỏ Trong giai đoạn có chế tạo cải tiến số loại máy đánh rạch, máy liên hợp khấu than đào lò , lĩnh vực tự động hoá chưa áp dụng Giai đoạn II - Từ sau đại chiến giới lần thứ hai đến năm 1960: Tiếp tục nghiên cứu áp dụng khí hoá trình sản xuất, việc khí hoá chưa đồng bộ, dừng khâu công tác riêng biệt Trong lĩnh vực tự động hoá đà nghiên cứu thành công hệ thống điều khiển từ xa số thiết bị riêng lẻ, tự động hoá số thiết bị cố định Giai đoạn III - Từ 1960 đến 1980: Có thay đổi chất lượng khai thác than hầm lò Chế tạo thành công áp dụng rộng rÃi nhiều loại tổ hợp thiết bị khí hoá toàn việc khấu than, sản lượng chiều sâu khai thác mỏ than tăng lên rõ rệt Công nghệ đào lò khí hoá toàn đà làm tăng tốc độ đào lò Nhiều nơi đà áp dụng trục tải nhiều cáp giếng đứng Việc tự động hoá vào đồng có ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất Một số thiết bị lẻ tổ hợp không thích hợp với chế độ tự động hoá thay loại thiết bị Giai đoạn IV - Từ 1980 đến nay: Cùng với phát triển vũ bÃo nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt phát triển mÃnh liệt kỹ thuật điện tử công nghệ tin học, công nghệ khai thác than hầm lò chuyển biến dần chiều sâu Nhiều dây chuyền sản xuất tự động hoá, kiểm soát chặt chẽ, đà hoạt động ổn định đem lại hiệu cao Quá trình khai thác than đà gắn liền với việc đảm bảo điều kiện lao động an toàn cho thợ mỏ bảo vệ môi trường thiên nhiên 1.3 Hướng phát triển công nghệ khai thác than hầm lò Xu hướng phát triển ngành khai thác than hầm lò nước tiên tiến giới bao gồm: - Tạo tương lai dây chuyền công nghệ liên tục nhất, khí hoá toàn tự động hoá để khai thác vận chuyển than từ gương lò chợ đến toa xe lửa bunke nhận than nhà máy tuyển mặt đất ; - Lựa chọn đắn mức độ tự động hoá theo hợp lý kinh tế cho điều kiện cụ thể theo yêu cầu đảm bảo an toàn lao ®éng ®Õn møc cao nhÊt ; - TËp trung hoá việc điều khiển kiểm tra công tác khu vực thiết bị sản xuất chủ yếu mỏ hầm lò nhằm nâng cao tính linh hoạt việc điều khiển sản xuất, giảm thời gian chết thiết bị, giảm số công nhân điều khiển máy móc, thiết bị ; - Cải tiến hệ thống khai thác nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc khí hoá toàn tự động hoá ; - Gắn chặt trình khai thác than với nhiệm vụ bảo vệ môi trường để trì phát triển bền vững 1.4 Tình hình hướng phát triển ngành than hầm lò Việt Nam Điều kiện địa chất vùng than nước ta có đặc điểm bật địa hình đồi núi, thích hợp cho khai thác lộ thiên Do đó, tỷ trọng sản lượng than khai thác phương pháp hầm lò so với tổng sản lượng than khai thác hàng năm chiếm khoảng 30-35 % Hiện nay, ngành khai thác than hầm lò Việt Nam lạc hậu so với nước tiên tiến Công nghệ khấu than đất đá gương lò khai thác gương lò chuẩn bị chủ yếu thủ công kết hợp với công tác khoan nổ mìn Trong gương lò chợ dài công tác nặng nhọc tốn thời gian chống lò, điều khiển áp lực mỏ phải thao tác thủ công Tuy nhiên, ngành than hầm lò nước ta đà khí hoá bán khí hoá nhiều khâu công nghệ quan trọng mỏ Việc vận tải than hầm lò mặt đà khí hoá hoàn toàn, hầu hết mỏ hầm lò đà trang bị đầu tầu điện goòng đến tấn, hoạt ®éng trªn cì ®­êng 600 ®Õn 900 mm NhiỊu má đà lắp đặt thành công hệ thống băng tải bán tự động tự động để vận chuyển than giếng nghiêng mặt Nhiều loại máy thiết bị cố định chuyên dùng đà khí hoá tự động hoá Trong năm 70 kỷ trước mỏ Vàng Danh đà đưa máy liên hợp chống đơn thép vào khai thác thí điểm lò chợ, song nhiều nguyên nhân khách quan thử nghiệm chưa đạt tới kết mong muốn Vài năm gần đây, nhiều mỏ hầm lò đà đưa vào áp dụng thành công chống thuỷ lực đơn chống tổ hợp kiểu giá thuỷ lực di động lò chợ, tiêu kinh tếkỹ thuật lò chợ đà cải thiện đáng kể Đặc biệt, mỏ Khe Chàm đà áp dụng thành công phương pháp khấu than máy liên hợp, sản lượng lò chợ đà nâng lên hai lần so với phương pháp khoan nổ mìn Trong tương lai gần, với việc nâng cao tổng sản lượng khai thác than, tỷ trọng sản lượng khai thác hầm lò gia tăng lên tới 50% Do đó, muốn đáp ứng yêu cầu sản lượng cải thiện tiêu kinh tế-kỹ thuật, ngành khai thác than hầm lò cần phát triển theo hướng sau : - Cải tạo mỏ cũ xây dựng số mỏ theo hướng tăng sản lượng tập trung hoá sản xuất ; - Ưu tiên áp dụng hệ thống khai thác có gương lò chợ dài với việc đầu tư hợp lý để khí hoá khâu công tác lò chợ Nghiên cứu áp dụng công nghệ bán khí hoá khí hoá vào gương lò ngắn ; - Nâng cao tốc độ đào đường lò mở vỉa chuẩn bị sở áp dụng loại máy thiết bị đào lò có suất cao hoàn thiện việc tổ chức công tác đào lò ; - Nâng cao lực vận tải hầm lò cách thay goòng với cỡ đường 600 mm goòng đến với cỡ đường 900 mm, ý phát triển phương tiện vận tải liên tục, chủ yếu tuyến băng tải ; - Gắn liền phát triển khai thác than với công tác bảo vệ môi trường thiên nhiên Chương : nguyên tắc chung công nghệ khai thác than hầm lò 2.1 Tăng cường độ tập trung hoá sản xuất Tăng cường độ sản xuất mỏ toàn biện pháp kỹ thuật tổ chức nhằm nâng cao sản lượng đơn vị thời gian lò chợ, tầng, khoảnh, cánh hay vỉa ruộng mỏ Việc tăng cường độ khai thác cho phép cải thiện tiêu công tác mỏ, mà trước hết tiêu suất lao động công nhân giá thành khai thác Không nên nhầm lẫn hai khái niệm "tăng cường độ" "tập trung hoá" sản xuất Công tác mỏ tiến hành với cường độ cao, không tập trung, tức tiến hành đồng thời số vỉa, số cánh, số tầng hay khoảnh nhiều lò chợ Tập trung hoá sản xuất mỏ tập trung mức độ khai thác khoáng sản xí nghiệp riêng biệt hay khâu chúng mặt thời gian (giảm số ca sản xuất số làm việc) mặt không gian (giảm số đơn vị sản xuất: giảm số lò chợ, giảm số khu khai thác ) Các tiêu tập trung hoá sản lượng mỏ, sản lượng lò chợ tiêu tập trung hoá mặt không gian Cường độ khấu than tính theo công thức: ik = A L lc đó: A - Sản lượng mỏ đơn vị thời gian, tấn; Llc - Tổng chiều dài trung bình gương lò chợ hoạt động thời gian đó, m Cường độ vận tải tính theo công thức: A ivt = L vt đó: Lvt - Tổng chiều dài hoạt động trung bình lò vận tải Chỉ tiêu mức độ tập trung không gian công tác mỏ tính theo công thức: L itk = lc L vt Giữa tập trung hoá tăng cường độ sản xuất có quan hệ sau: việc tăng cường độ khai thác, tức tăng sản lượng đơn vị thời gian điều kiện khác gần nhau, đưa đến nâng cao tập trung Do đó, việc tăng cường độ xem biện pháp để đạt tập trung hoá Việc tăng cường độ tập trung hoá thực biện pháp sau: tạo nên kỹ thuật công nghệ có hiệu hơn; sử dụng tốt máy móc, thiết bị khai thác vận tải có; giảm bớt ảnh hưởng yếu tố địa chất; nâng cao độ tin cậy độ bền loại máy thiết bị có; cải tiến tổ chức lao động 2.2 Tính nhịp nhàng liên tục Tính nhịp nhàng sản xuất yêu cầu công nghệ tất yếu cho công tác xí nghiệp mỏ, nhằm đạt tiêu kinh tế-kỹ thuật cao ổn định Tính nhịp nhàng công tác mỏ hầm lò nói chung khâu công nghệ nói riêng tuân thủ nghiêm túc chế độ khai thác, vận hành đà định trước khoảng thời gian định, để hoàn thành nhiệm vụ sản xuất Tính nhịp nhàng hoàn thành quy trình sản xuất cho phép loại trừ loại gián đoạn công tác, không đáp ứng việc cung cấp vËt liƯu vµ phơ tïng thay thÕ; viƯc tiÕn hµnh sửa chữa thiết bị theo thời hạn quy định loại bỏ cố, ổn định lúc vận hành nâng cao tính an toàn công tác Tính an toàn nâng cao tăng cường độ tập trung hoá sản xuất Giữa phương tiện khí hoá hình thức tổ chức lao động có mối liên hệ chặt chẽ Thí dụ, c«ng nghƯ khÊu than thđ c«ng, cịng nh­ c«ng nghƯ khấu than bán khí hoá thích hợp với hình thức tổ chức lao động theo chu kỳ, tức trình sản xuất việc khấu than tiến hành nối tiếp với trình phụ phi sản xuất Đối với công nghệ khí hoá toàn lại cần chuyển sang hình thức tổ chức lao động theo dây chuyền liên tục Hình thức đặc trưng phối hợp chặt chẽ thời gian tất trình sản xuất phụ Vì vậy, tính nhịp nhàng liên tục điều kiện thiết yếu để thực khí hoá toàn tự động hoá sản xuất mỏ Trong khai thác than, nguyên tắc phương pháp liên tục (tính liên tục việc khấu than gương lò chợ) biểu thị hệ số liên tục: Tk klt = Tck : Tk - Thêi gian khÊu than mét chu kú; Tck - Thời gian chu kỳ lò chợ 2.3 Tính công đoạn trình sản xuất Một yêu cầu công nghệ khai thác than hợp lý giảm số bước công nghệ, mà chủ yếu nhờ thay đổi chất đặc điểm công nghệ khai thác than sơ đồ công nghệ phức tạp, có nhiều công đoạn phải dùng nhiều loại máy móc, thiết bị dụng cụ khác nhau, lại cần có công nhân lành nghề, cần nhiều trình công đoạn phi sản xuất, khó phối hợp cách rõ ràng để hoàn thành trình công ®o¹n Tõ ®ã th­êng dÉn ®Õn sù ngõng trƯ sản xuất gây trở ngại cho việc tổ chức lao động theo phương pháp dây chuyền liên tục Do đó, công nghệ hoàn thiện phải dựa sở sơ đồ công nghệ có trình công đoạn chi phí sản xuất Ưu điểm sơ đồ công nghệ công đoạn là: đầu tư để mua thiết bị ít, số người làm việc dây chuyền ít, dễ tổ chức thực công đoạn dây chuyền phối hợp thời gian, cải thiện điều kiện an toàn lao động, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hoá dây chuyền công nghệ 2.4 Tính linh hoạt Tính linh hoạt dây chuyền công nghệ khả thích ứng với thay đổi điều kiện khách quan Các điều kiện tự nhiên hoạt động khai thác mỏ luôn biến động, thí dụ chiều dày, góc dốc vỉa than, lượng đá kẹp vỉa, tính chất đá vách đá trụ v.v Do đó, tính linh hoạt yêu cầu thiếu dây chuyền công nghệ khai thác mỏ, để đảm bảo hoạt động ổn định có hiệu Bên cạnh linh hoạt, thích ứng với điều kiện tự nhiên, dây chuyền công nghệ phải linh hoạt với thay đổi nhu cầu sản xuất Thí dụ: có khả gia tăng cường độ khai thác; có khả thay đổi tỷ lệ than củ, than cám; có khả khấu chọn để giảm độ tro v.v 2.5 Tính an toàn Cơ khí hoá toàn tự động hoá sản xuất loại bỏ lao động thủ công nặng nhọc, mà đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp tốt vµ hoµn toµn an toµn cho ng­êi trùc tiÕp lµm việc mỏ An toàn lao động khí hoá toàn tự động hoá khai thác than đạt trước hết loại trừ phần, toàn có mặt người chỗ trực tiếp sản xuất quy trình công nghệ phụ Mặt khác, khí hoá toàn tự động hoá sản xuất đảm bảo kiểm tra hoạt động máy móc thiết bị cách rõ ràng tin cậy, đồng thời đảm bảo giữ chế độ vận hành tối ưu thiết bị, loại trừ cố, loại trừ khả ổn định tạo điều kiện an toàn cho s¶n xuÊt ë má 2.6 TÝnh kinh tÕ TÝnh kinh tế dây chuyền công nghệ đánh giá suất lao động công nhân (trong lò chợ, lò chuẩn bị, khu khai thác toàn mỏ), giá thành khai thác khoáng sản, vốn đầu tư cần thiết thời hạn thu hồi vốn Rõ ràng khí hoá tự động hoá sản xuất đem lại hiệu kinh tế cao đảm bảo suất lao động cao hạ giá thành sản phẩm Chương : đặc điểm công nghệ vỉa than đá mỏ 3.1 Sự dịch chuyển địa tầng khai thác than Các trình khai thác than gây biến dạng đá vách Sự biến dạng biểu dạng dịch chuyển đá mà không bị phá huỷ, dạng nứt nẻ đứt gẫy Với kích thước lớn khoảng trống đà khai thác, trình dịch chuyển phát triển tới mặt đất Ban đầu, lớp đá nằm vỉa than bị phá huỷ, sau xảy đứt gẫy lớp đá vách nằm theo mức độ phát triển công tác khấu than Theo hướng từ khoảng trống đà khai thác lên phía trên, địa tầng phân biệt ba vùng, đặc trưng mức độ phá huỷ đá mỏ khác nhau: sập đổ, uốn võng với rạn nứt uốn dẻo mà không bị phá huỷ Trong vùng sập đổ, dịch chuyển tảng khối đá rời rạc xảy theo chu kỳ, với tiến độ gương lò chợ Với diện bóc lộ lớn, chiều cao vùng đạt 24 lần chiều dày vỉa Khi điều khiển đá vách phương pháp chèn lò toàn phần, không xuất vùng sập đổ đá Đồng thời với trình dịch chuyển đá, ứng suất địa tầng bị phân bố lại, xuất vùng ứng suất cao (áp lực tựa) vùng ứng suất thấp (áp lực suy giảm) Nguyên 88 6.5 Giữ vách chồng cũi Khi khai thác vỉa mỏng dốc đứng, phương pháp điều khiển áp lực giữ vách chồng cũi sử dụng phổ biến Bản chất phương pháp sau Theo tiến độ dịch chuyển gương lò chợ, cần phải dựng chống gần gương xếp cũi thành hàng đặn theo phương theo chiều dốc theo thứ tự so le Khoảng cách chồng cũi thường xác định sở thực nghiệm, chọn theo ph­¬ng theo béi sè cđa b­íc chèng (1,8-2,7 m) theo chiều dốc - 2-4 m Các chồng cũi để lại khoảng trống đà khai thác Cùng với thời gian, chúng bị nén ép, biến dạng phá huỷ Do đó, ban đầu vách vỉa hạ võng, sau sập đổ phía sau không gian lò chợ Các chồng cũi có dạng hình thang hình chữ nhật Với dạng sau, để ngăn ngừa chúng trôi trượt xuống dưới, cần phải dựng thêm cột tựa Phương pháp giữ đá vách chồng cũi có khối lượng lao động cao, chi phí vật liệu gỗ lớn không bảo đảm an toàn lao động tuyệt đối gương khai thác Trong lò chợ thường ghi nhận thấy gia tăng áp lực mỏ ảnh hưởng khối đá lớn trì khoảng trống đà khai thác Việc áp dụng phương pháp gây ảnh hưởng xấu đến trạng thái đá vách, cản trở chúng sập đổ hạ từ từ 6.6 Điều khiển đá vách chèn lò toàn phần 6.6.1 Phạm vi áp dụng Chèn lấp toàn khoảng trống đà khai thác áp dụng khai thác than bên đối tượng tự nhiên nhân tạo mặt đất, khai thác vỉa có vách trụ khó điều khiển, vỉa nguy hiểm than khí bất ngờ, đồng thời dùng biện pháp phòng cháy mỏ bảo vệ lò chuẩn bị Ngoài ra, chèn lò toàn phần cần thiết để điều khiển áp lực mỏ trình khí động học, đặc biệt khai thác xuống sâu Khi chiều sâu khai thác gia tăng, đá vách đá trụ trở nên khó điều khiển hơn, nguy than khí bất ngờ lớn hơn, khả tự cháy vỉa than dễ xảy Chèn lò dùng với mục đích tận dụng chất thải công nghiệp mỏ tạo công nghệ sạch, chất thải 6.6.2 Vật liệu chèn lò Để chèn lò, thường sử dụng cát, sỏi đá gốc khai thác mặt đất mỏ đá Vật liệu chèn lấy trực tiếp mỏ hầm lò, rẻ khoảng bốn lần so với vật liệu khai thác mặt đất Tuy nhiên, vật liệu chèn lấy mỏ hầm lò đáp ứng đủ cho số khu khai thác định Cũng sử dụng xỉ nhà máy luyện kim, phế thải nhà máy tuyển đá thải mỏ để làm vật liệu chèn Khi dùng đá thải để xếp chèn, giảm chi phí chèn lò, mà làm môi trường giải phóng diện lớn mặt đất Để lựa chọn vật liệu chèn, cần phải dựa vào hai dạng yếu tố: cơ-địa công nghệ Các yếu tố cơ-địa độ sâu khai thác vỉa than, góc dốc chiều dày 89 chúng, mức độ gần vỉa, vai trò khối đá chèn; yếu tố công nghệ hệ thống khai thác, công nghệ khai thác lò chợ, dạng vận tải vật liệu chèn vùng than khác nhau, yếu tố kể khác nhau, yêu cầu ®èi víi vËt liƯu chÌn cịng kh«ng gièng Sau chất vào khoảng trống đà khai thác, với thời gian vật liệu chèn bị nén chặt giảm thể tích (lún ngót) tác động áp lực mỏ tự trọng Độ lún phụ thuộc vào tính chất vật liệu mức độ chèn chặt ban đầu trình xếp chèn Khi chèn lò để bảo vệ mặt đất, độ lún cho phÐp cđa khèi chÌn lµ 15-25 % phơ thc vào chiều dày, góc dốc vỉa than, độ sâu khai thác, loại công trình cần bảo vệ Khi chèn lò để điều khiển áp lực mỏ cho vỉa có đá vách khó điều khiển, độ lún khối đá chèn không vượt 25 % Vật liệu chèn lò cần phải đáp ứng yêu cầu sau đây: - hàm lượng chất cháy vật liệu không vượt 20 %, không xuất chất khí độc hại; - sau xếp chèn, cần có độ lún nhỏ chịu tải có tính liên kết theo khả năng; - cần phải rẻ tiền, cần định hướng sử dụng vật liệu địa phương, tránh chi phí vận tải đắt đỏ Để chất đầy khoảng trống đà khai thác định, cần phải có lượng vật liệu chèn khoảng 1,5-2,5 lần nhỏ thể tích mà than chiếm giữ khối nguyên Nếu tính theo khối lượng, định hướng sơ phí vật liệu chèn cho than khai thác Ngoài yêu cầu chung, vật liệu chèn có yêu cầu liên quan tới phương pháp chèn lß: - chÌn lß b»ng thủ lùc, khÝ nÐn khí, vật liệu chèn phải có tính mài mòn nhỏ nhất, nhằm giảm hao mòn đường ống băng tải; - chèn lò khí nén khí, vật liệu chèn nên có hàm lượng phần tử gây bụi tối thiểu; - chèn lò thuỷ lực, vật liệu chèn cần dễ thải nước, có hàm lượng phần tử sét không 10 %, chúng bị nước dạng bùn nhÃo, gây nhiễm bẩn đường lò nhanh chóng tràn ngập bể lắng nước v.v Nói chung, hàm lượng sét cao không phù hợp với tất phương pháp chèn lò Khi bị ngậm nước, chất sét có tính dẻo chảy, gây áp lực đáng kể khối chèn lên vách ngăn dẫn tới bục vật liệu chèn từ khoảng trống đà khai thác vào đường lò mỏ Tuy vậy, có lượng chất sét giới hạn (trong phạm vi 10 %), chất lượng vật liệu chèn lại nâng cao, nâng cao tính cản gío, độ chặt tính dính kết Độ cục cho phÐp lín nhÊt cđa vËt liƯu chÌn chÌn khí nén thuỷ lực 60-80 mm, chèn tự chảy khí 200-250 mm Khi chèn tự chảy, kích thước cục đá lớn chủ yếu bị giới hạn điều kiện an toàn lao động, với độ cục lớn 200-250 mm thường gây hư hỏng vách ngăn chống khoảng trống đà khai thác 90 Khi chÌn b»ng khÝ nÐn, nÕu cã ®é cơc vượt 60 mm thêm phần tử nhỏ từ tới 3-5 mm, thường xảy tắc ống dẫn vật liệu Hàm lượng cỡ hạt đá chèn lín h¬n 60 mm chÌn b»ng thủ lùc dÉn đến tăng độ lún khối chèn, tiêu hao nước tăng mạnh, đường ống sớm bị hao mòn cần phải tăng đường kính ống dẫn vật liệu Độ cơc tèi ­u cđa vËt liƯu chÌn lµ - chèn tự chảy: không 100 mm; - chèn khí nén khí: 20-50 mm; - chÌn b»ng thủ lùc: d­íi 20 mm §èi víi chèn thuỷ lực, vật liệu chèn tốt cát Vật liệu chèn dạng tự nhiên thoả mÃn yêu cầu nêu Vì vậy, việc gia công thông thường (nghiền, sàng) cần phải phối liệu, tức tạo hỗn hợp vật liệu chèn có tính chất cơ-lý khác Trong thực tế sản xuất, khu vực cần chèn quan trọng cung cấp vật liệu chèn có chất lượng cao 6.6.3 Chèn lò tự chảy Chèn lò tự chảy áp dụng rộng rÃi vỉa dốc đứng Vật liệu chèn vận chuyển đến khu khai thác theo đường lò mức thông gió, sau tự chảy vào khoảng trống đà khai thác nhờ tự trọng giai đoạn đầu, khối chèn nén chặt nhờ trọng lực vật liệu chèn rơi hay trượt xuống, giai đoạn sau - nhờ trọng lượng lớp chèn nằm Nếu vật liệu chèn lấy từ mặt đất, sơ đồ công nghệ bao gồm ba khâu vận tải vật liệu đưa vào mỏ, vận tải theo đường lò tự chảy khu khai thác Khối chèn thiết lập sau lò chợ theo dải rộng 6-10 m, sau đà tạo vách ngăn Để có vách ngăn, cần phải lắp dựng chống phụ trợ, hệ thống khai thác vỉa dày chia lớp công tác đòi hỏi 25-30 người-ca cho 1000 t than khai thác Nếu tính trung bình việc chuẩn bị khoảng trống đà khai thác để chèn lò chiếm khoảng 30-60 % lượng thời gian cần có để khấu than Khi khai thác vỉa mỏng dốc đứng, khối chèn đặt nghiêng theo góc trượt tự nhiên Hình 53: XÕp chÌn nã hc theo h­íng song song với gương lò lò chợ bậc chân khay dùng vách ngăn di động: trường hợp sau, thường sử dụng vách ngăn cứng 1-Các cột gần gương; vách di động chuyên dùng 2- Cơ cấu neo; 3- Các cột Vách ngăn cứng dÃy cột đóng đỡ vách ngăn; 4- Vách ván hay lưới kim loại Nó thiết lập ngăn; Máng trượt than chiều dày vỉa 91 Quá trình chèn lò sử dụng vách ngăn di động bao gồm: di chuyển vách ngăn tuỳ theo tiến độ gương lò chợ thả vật liệu chèn vào khoảng trống phía sau vách ngăn (hình 53) Vách ngăn làm từ lưới thép băng tải, có chiều dài nhỏ độ dài bậc khấu khoảng 2-4 m Việc di chuyển vách ngăn tiến hành đồng thời vài bậc, gương lò chợ có dạng thẳng chúng di chuyển từ lên Chèn lò tự chảy thường áp dụng khai th¸c c¸c vØa than cã gãc dèc o lớn 40 , bảo vệ công trình quan trọng Những ưu điểm chèn lò tự chảy là: chi phí cho công tác không cao; sử dụng thiết bị, nên dễ tổ chức chèn lò thời gian ngắn với vốn đầu tư nhỏ; yêu cầu vật liệu chèn không khắt khe Theo kinh nghiệm, chi phí để chèn lò tự chảy tính cho m3 khối chèn bao gồm dạng sau (tính %) - vận tải theo đường lò 25 - gỗ vật liệu khác 25 - thiết lập vách ngăn 30 - xÕp chÌn 10 - c¸c chi phÝ kh¸c 10 Khuyết điểm chèn lò tự chảy phạm vi áp dụng hẹp độ chặt khối chèn thấp (độ lún đạt tới 20-40 %) 6.6.4 Chèn lò khí nén Sơ đồ công nghệ chèn lò khí nén bao gồm trình sản xuất sau: khai thác vật liệu chèn, chuẩn bị vật liệu chèn (nghiền, sàng phối liệu), vận chuyển vật liệu đến máy chèn, vận tải khí nén xếp chèn Khi chèn lò khí nén, có sơ đồ công nghệ sau: - thiết bị nghiền-sàng (TBNS) máy chèn khí nén đặt hầm lò (hình 54); - thiết bị nghiền-sàng đặt mặt đất máy chèn khí nén đặt hầm lò (hình 55); - thiết bị nghiền-sàng máy chèn khí nén đặt mặt đất (hình 56) Hình 54: 92 Hình 55: Sơ đồ công nghệ với TBNS mặt đất máy chèn khí nén đặt hầm lò: 1- trạm nén khí; 2- máy cấp liệu; 3- ống thả vật liệu; 4- máy cấp liệu lắc; 5- máy nghiền trục; 6- băng tải; 7- đường ống khí nén 250 mm; 8- băng tải bunke; 9- băng tải; 10- đường èng khÝ nÐn Ф 150 mm; 11- ®­êng èng n­íc; 12- m¸y chÌn khÝ nÐn PZB; 13- èng dÉn vËt liƯu Ф 200 mm; 14- èng ph©n phèi vËt liƯu 200 mm sau lò chợ Hình 56: Sơ đồ công nghệ với TBNS máy chèn khí nén đặt mặt đất: 1- kho vật liệu chèn; 2- máy cấp liệu; 3- băng tải; 4- máy chèn khí nén; 5- trạm nén khí; 6- kho nhiên liệu; 7- ®­êng èng khÝ nÐn chÝnh; 8- ®­êng èng khÝ nÐn Ф 100 mm; 9®­êng èng khÝ nÐn Ф 80 mm; 10- èng ph©n phèi vËt liƯu Ф 225 mm sau lò chợ Sơ đồ áp dụng cần phải giảm lượng đá thải lên mặt đất trình khai thác vỉa than mỏng Theo sơ đồ thứ hai cần phải chuẩn bị vật liệu chèn mặt đất vận chuyển vào mỏ, tới máy chèn khí nén phương pháp khí thông thường Trong sơ đồ thứ ba thực vận tải khí nén thẳng từ mặt đất tới khu khai thác, không cần phải chuyển tải 93 Dưới đặc tính kỹ thuật máy chèn khÝ nÐn kiĨu bng DZM2 vµ kiĨu tang trèng PZB SNG chế tạo - Năng suất, m /h - Khoảng cách tải vật liƯu theo ®­êng èng, m - Đường kính ống dẫn vật liệu, mm - áp suất khí lớn đến máy, MPa - Kích thước, mm, cao x rộng x dài - Khối lượng, t - Cì h¹t cđa vËt liÖu, mm DZM2 60 - 120 PZB 200 90 - 1500 175 - 200 0,5 2060 x 1224 x 2340 3,7 ®Õn 80 90 - 500 175 - 200 0,4 1520 x 1260 x 3080 4,9 đến 60 Vật liệu chèn đưa vào máy chèn hai buồng (hình 57) qua phễu nhận tải 1, từ ®ã qua van ®­ỵc më theo chu kú ®Ĩ vào buồng Sau đó, vật liệu chèn qua phễu van chuyển xuống buồng Bởi van liên kết với nhau, chúng mở áp suất không khí buồng trì ổn định 0,3-0,4 MPa Vật liệu chèn đưa đặn vào miệng nhờ cấu định lượng Các cấu van điều khiển tự động cấu phân phối xilanh khí nén Đường ống để tải vật liệu khí nén lắp ghép từ đoạn ống thép dài 2-6 m, dày 8-10 mm Đường kính ống chọn khoảng 2,5-3 lần lớn cỡ hạt lớn (150-250 mm) Hình 57: Sơ đồ máy chèn Năng suất vận tải khí nÐn cã thĨ n©ng khÝ nÐn hai bng cao b»ng cách tăng đường kính ống dẫn, song chi phí khí nén gia tăng Nhìn chung, với suất máy chèn 60-70 3 m /h nên dùng ống có đường kính 150 mm; với suất 70-125 m /h - đường kính 175 mm; 125-150 m3/h - đường kính 200 mm; lớn 150 m3/h - 225 mm Năng suất thiết bị chèn khí nén chọn dựa vào công nghệ khí hoá công tác lò chợ Khi tiến hành chèn lò ca riêng biệt, suất thiết bị chèn khí nén (m3/h) xác định theo công thøc L m γ α b ch n z vl k dt Q= , m3/h Tch k m k vl L - chiều dài lò chợ, m; m - chiỊu dµy khÊu cđa vØa, m; γ - dung träng cđa than, t/m3; α - hƯ sè khÊu than (α = 0,420,97); bch - b­íc chÌn, m; n - số dải đá xếp lò chợ ngày-đêm; zvl - chi phÝ vËt liƯu chÌn tÝnh cho t than, m3/h (zvl = 0,70,85); 94 kdt - hÖ số dự trữ suất thiết bị chèn khí nén (đối với máy chèn kiểu buồng xác định thông số cho quÃng đường vận tải lớn kdt = 1, máy kiểu tang trống kdt = 1,11,3); Tch - thời gian dành cho chèn lò ngày-đêm, h; km - hệ số thời gian sử dụng máy thiết bị chèn; kvl - hệ số chất lượng vật liệu chèn (trung bình kvl = 0,8-1) Khi kết hợp công tác khấu chèn lò, tốc độ xếp chèn phải không nhỏ tốc độ khấu máy liên hợp Do tốc độ khấu máy liên hợp bị hạn chế độ kháng cắt than độ xuất khí mêtan vào không gian lò chợ 60 Q k k mlh z vl b ch k dt Q= , m3/h r k m k vl hay lµ Q= 36 v gSlc d α z vl b ch k mlh k dt , m3/h q r k m k vl ®ã Qk - suất máy liên hợp, t/ph; kmlh - hệ số thời gian sử dụng máy liên hợp; r - chiều rộng khấu máy liên hợp, m; vg - tốc độ gió cho phép theo quy phạm lò chợ, m/s; Slc - diện tích tiết diện thông gió lò chợ, m2; d - nồng độ mêtan cho phép dòng gió thải lò chợ; q - độ xuất khí mêtan tương đối lò chợ, m3/t Khi dùng đường ống tháo rời chống gỗ lò chợ, km = 0,2-0,75; dùng đường ống tháo rời chống đơn thép - km = 0,2-0,4 Phù hợp với suất cần thiết đà định thiết bị chèn chiều dài vận tải vật liệu tối đa, cần phải lựa chọn máy chèn khí nén vị trí đặt Các công tác chèn lò chợ việc chuẩn bị khoảng trống đà khai thác theo dải hẹp (1,5-2 m) Ban đầu thiết lập vách ngăn tạm thời tháo bỏ phần chống Vì chống gỗ thường không bị tháo bỏ hoàn toàn Dọc lò chợ, đường ống dẫn vật liệu thiết lập khoảng dải chèn Phần cuối đường ống khoảng cách 3-5 m kể từ khối chèn Đầu tiên, vật liệu chèn hướng phía trụ Theo tiến độ xếp dải chèn, đường ống thu ngắn dần; đoạn ống tháo chuyển sang tuyến ráp lại thành đường ống (hình 58) Hình 58: Sơ đồ công nghệ lò chợ xếp dải chèn: 1- máy chèn; 2- băng tải; 3- ống dẫn vật liệu; 4- tuyến ống lắp ráp 95 Nếu lò chợ sử dụng chống đơn thép, trước thu hồi, chúng cần thay chống gỗ Nhằm đảm bảo an toàn lao động giảm độ nhiễm bụi, không gian lò chợ ngăn cách với khối chèn vách ngăn Khi đó, thường sử dụng chắn gỗ hay kim loại, có bề mặt xếp lại Hiệu vách ngăn cao su (hình 59, a) dịch chuyển nhờ tời Khung loại vách ngăn o làm từ ống thép đường kính 50 mm đặt nghiêng 60 so với trụ vỉa, khung phủ cao su a) b) Hình 59: Các sơ đồ chèn lò khí nén lò chợ vỉa dốc đứng, sử dụng đệm không khí làm vách ngăn (hình 59, b) áp suất không khí đệm 50 kPa Các đệm di chuyển dần phía gương với trình tháo bỏ chống Chúng nối với nhờ sợi xích sợi cáp Những mối nối đệm chèn miếng cao su Để sử dụng tổ hợp thiết bị khí hoá kết hợp với chèn lò, cần phải tạo tuyến ống dẫn vật liệu di chuyển mà không cần tháo dỡ (hình 60) Vật liệu đưa vào dải chèn qua cửa bên sườn Như vậy, tạo khối chèn chặt sít với khả mang tải cao, dải chèn xếp hẹp qua mét kho¶ng nhá kĨ tõ cưa chÊt vËt liƯu tới mặt nghiêng khối chèn Trên hình 61 mô tả sơ đồ công nghệ khai thác vỉa mỏng, dốc thoải với tổ hợp thiết bị khí hoá chèn lò khí nén 96 a) b) Hình 60: Các sơ đồ chèn lò khí nén lò chợ với tổ hợp thiết bị khí hoá vỉa dốc nghiêng (a) dốc đứng (b): 1- vách ngăn; 2- ống dẫn vật liệu; 3- xà côngxơn; 4- đế chống; 5- máy khấu than Hình 61: Sơ đồ công nghệ khai thác vỉa mỏng tổ hợp khí hoá chèn lò khí nén: 1- máy chÌn khÝ nÐn; 2- èng dÉn vËt liƯu; 3- tr¹m bơm dầu; 4- đoạn chống khí hoá; 5- máy liên hợp; 6- máng cào; 7- đường ống phân phối; 8- băng tải Qư Khi khai thác vỉa dốc đứng với chèn lò toàn phần, thường thực khai thác ngược chiều dốc Song, hay gặp nhiều khó khăn phải chống giữ lò than, đặc biệt tiến gần tới khu vực đà khai thác tầng kề Vì thế, hướng khấu áp dụng than có tính ổn định cao Với loại than ổn định, tiến hành khấu than theo dải theo phương, dải 97 khai thác xuôi chiều dốc kết hợp chèn lò tăng cường (hình 62) Mỗi dải khấu máy liên hợp bên chống thuỷ lực khí hoá Theo tiến độ khấu than, chống di chuyển theo đoạn đồng thời thực chèn lò tăng cường Hình 62: Khấu than dải theo phương, khai thác dải xuôi chiều dốc: 1- máy liên hợp; 2- chống khí hoá; 3- máng cào Chèn lò khí nén áp dụng điều kiện địa chất-mỏ khác với hệ thống khai thác khác Những ưu điểm chèn lò khí nén là: xếp khối chèn đơn giản, độ chặt sít tương đối cao (độ lún 20-30 %), có khả xếp chèn sát vách, có điều kiện thuận lợi để khí hoá toàn tự động hoá sản xuất Những khuyết điểm chèn lò khí nén: sinh bụi đáng kể, vốn đầu tư cho thiết bị chèn động lực lớn, chi phí khí nén cao, yêu cầu khắt khe vật liệu chÌn, èng dÉn vËt liƯu nhanh mßn háng 6.6.5 ChÌn lò sức nước Quy trình chèn lò sức n­íc bao gåm chn bÞ vËt liƯu chÌn, trén nã với nước, tải hỗn hợp theo đường ống tới khoảng trống đà khai thác, chuẩn bị khu vực chèn, xếp khối chèn, tháo nước, lắng nước bơm lên mặt đất Để thực công tác cần có tổ hợp chèn lò thuỷ lực (hình 63) Vật liệu chèn từ bunke đưa vào máng buồng trộn, hoà vào dòng nước từ súng phun nước Hỗn hợp tạo chảy vào phễu nhận vào ống dẫn hỗn hợp 4, theo chuyển tới khu vực cần chèn Trong khoảng trống đà khai thác, hỗn hợp giải phóng phần tử rắn tạo nên khối chèn 5, nước theo ống thoát (hoặc rÃnh nước) đưa hầm lắng nước Từ đây, nước bơm đẩy theo đường ống 9, quay buồng trộn để tái sử dụng vào bể nước 10 mặt đất Khi cần thiết, nước từ bể bơm 11 cấp vào buồng trộn Sự hao hụt nước cần bổ xung thường xuyên từ nguồn khác Đường ống dẫn hỗn hợp bao gồm hai phần thẳng đứng nằm ngang Phần thẳng đứng tạo áp lực để tải vật liệu theo phương nằm ngang với tốc độ cần thiết Trong thực tế, tốc độ chuyển dịch hỗn hợp ống có 98 đường kính 150 mm chọn 2,5-3,5 m/s vật liệu hạt nhỏ 3,5-4 m/s vật liệu dạng cục Sự chuyển vận hỗn hợp nhờ tự trọng trì tỷ số phần thẳng đứng phần nằm ngang từ 1:4 đến 1:14 Nếu tỷ số từ 1: 0,6 đến 1:2 tạo tốc độ chảy lớn hỗn hợp Hình 63: Sơ đồ nguyên lý tổ hợp chèn thuỷ lực Có thể chia tổ hợp chèn thuỷ lực thành hai loại: - với áp suất tạo độ chênh cao trắc địa đầu cuối ống dẫn hỗn hợp, không sử dụng nguồn lượng bên ngoài; - với áp suất tạo thiết bị chuyên dùng, máy cấp liệu bơm hỗn hợp Hiệu chèn thuỷ lực phụ thuộc nhiều vào thành phần cỡ hạt độ đặc hỗn hợp Vì vậy, hỗn hợp cần phải đáp ứng yêu cầu chặt chẽ Tỷ lệ thành phần rắn hỗn hợp nước (R:N) sử dụng cát phải từ 1:1 đến 1:1,5 Khi sử dụng vật liệu có độ cục lớn hơn, tỷ số R:N tăng nhanh đạt tíi 1:6 ViƯc vËn chun vËt liƯu chÌn b»ng søc nước đòi hỏi chi phí nhiều nước, độ cục lớn Lượng nước đưa vào khu khai thác thường làm phức tạp gây khó khăn cho việc khấu than Vì vậy, khai thác vỉa dốc đứng nghiêng-đứng, nơi có điều kiện chèn lấp khoảng trống đà khai thác tự chảy, nên làm khô hỗn hợp trước thực chèn lò Một tiêu quan trọng khối đá chèn hệ số thấm, xác định lượng nước (cm3) qua đơn vị diện tích khối chèn (cm2) đơn vị thời gian (s) HƯ sè thÊm cđa mét sè vËt liƯu chÌn nh­ sau: - c¸t 0,0068-0,04 - sÐt kÕt 0,14 - đá từ bÃi thải 0,19 - c¸c cục đá tròn cạnh cỡ 50 mm 15,0 - cục đá sắc cạnh 19,0 99 ChÌn lß thủ lùc cã thĨ áp dụng lò chợ trang bị chống đơn hay chống khí hoá Các công tác chèn lò chợ dùng chống đơn bao gồm hai công đoạn chính: chuẩn bị khoang chèn, xếp chèn tháo khô khối chèn Chuẩn bị khoang chèn tức dựng vách ngăn thiết lập rÃnh thoát nước Các vách ngăn thường làm gỗ, vải, lưới kim loại Chúng di chuyển Các kích thước cần thiết vách ngăn chọn theo độ lớn khoang chèn áp lực tác động lên Vách ngăn bao gåm c¸c cét 1, hai líp cäc v¸n 2, hàng dây thép vải bạt căng theo chúng (hình 64) Hình 64: Kết cấu vách ngăn Khoảng trống cần chèn ngăn từ phía gương lò từ phía lò cắt vách ngăn cần thiết lập cửa tháo nước từ đến hầm lắng nước phải làm máng nước gỗ Chiều rộng khoang chèn (bước chèn) xác định điều kiện dạng nằm vỉa, tính chất đá vách loại vật liệu chèn, thường từ đến m ViƯc xÕp chÌn cã thĨ thùc hiƯn theo c¸ch trực diện (hình 65, a) hay từ lên (h×nh 65, b) Khi xÕp chÌn trùc diƯn, èng dÉn vật liệu có đường kính 185200 mm treo dọc lò chợ dựa vào cột chống, phía vách vỉa Qua khoảng 10 m, có nhánh èng h­íng vỊ phÝa khoang chÌn C¸ch xÕp chÌn tõ lên thường áp dụng vách yếu bước chèn nhỏ Để đánh giá chất lượng chèn lò, dùng hệ số lấp đầy khoảng trống Đó tỷ số thể tích vật liệu chèn trạng thái rời rạc thể tích khoảng trống cần chèn Khi chèn lò cát, giá trị lớn hệ số lấp đầy đạt 0,95, trung bình 0,85-0,9 Một đặc điểm công nghệ chèn lò thuỷ lực cần phải thực công đoạn phụ lắng nước tháo nước Phụ thuộc vào hệ thống khai thác, công nghệ khấu than, loại vật liệu chèn hàng loạt yếu tố khác, dùng nhiều phương pháp lắng nước thoát nước khác Trong đó, hỗn hợp chèn làm khô sơ trước xếp chèn không cần làm khô Trong trường hợp đầu, nhờ thiết bị tách nước chuyên dùng, 85-95 % nước qua thùng chứa, lọc theo ống dẫn chuyển bể gom để sử dụng lại Khi xếp chèn hỗn hợp, nước tháo tự nhiên qua kẽ hở khối chèn vách ngăn, chảy xuống mức vận tải sau tự chảy theo đường lò để vào hầm gom nước chung mỏ khu vực sân giếng Lúc này, việc làm lắng thoát nước trở nên phức tạp, nước chảy từ khối chèn khu vùc 100 réng lín, th­êng mang theo mét l­ỵng bùn lớn đủ áp lực cần thiết ®Ĩ cã thĨ t¶i nã theo ®­êng èng a) b) Hình 65: Các sơ đồ xép chèn lò chợ vỉa dốc thoải Tuy nhiên, trường hợp thực lắng thoát nước hiệu Để làm lắng nước thường sử dụng bể lắng Chúng đặt mặt đất hay hầm lò, cố định tạm thời Phổ biến lò dọc vỉa gom nước, đào khoảng 3-4 m thấp lò dọc vỉa vận tải DiƯn tÝch tiÕt diƯn cđa lß däc vØa gom n­íc thường 6-7 m2, tốc độ chảy nước không vượt 0,85 m/s Các bể lắng nạo vét, làm định kỳ máy bơm bùn máy xúc bốc Các nhân tố cấu thành chi phÝ chÌn thủ lùc chđ u lµ chi phÝ khai thác chuẩn bị vật liệu chèn, vận tải vật liệu, khấu hao thiết bị chèn chi phí thoát nước Năng suất tổ hợp chèn thuỷ lực từ 40 đến 200 m3/h lớn chi phí nước 1,5-2,5 m3 cho m3 cát đá nghiền 101 Độ chặt sít khối chèn phụ thuộc vào loại vật liệu chèn, thành phần cỡ hạt nó, độ lỗ hổng cấu trúc đá Độ lún tối đa đặc trưng cho đá nghiền, tối thiểu - cho cát Độ bỊn cđa khèi chÌn th­êng tõ 0,5 ®Õn 10,0 MPa Ưu điểm chèn lò sức nước: mức độ khí hoá cao, khối lượng lao động chèn lò nhỏ, thiết bị chèn đơn giản, suất tổ hợp chèn cao, độ lún khối chèn thấp Khuyết điểm chèn lò sức nước cần đưa vào mỏ khối lượng nước lớn, gây ẩm không khí mỏ làm bẩn đường lò cỡ hạt mịn vật liệu chèn Để lắng nước cần phải xây dựng thêm công trình hầm lò, để thoát nước cần có thiết bị bơm Ngoài ra, phương pháp chèn lò khả kết hợp đồng thời việc xếp chèn việc khấu than lò chợ, làm giảm sản lượng khai thác lò chợ 6.6.6 Lựa chọn phương pháp chèn lò Khi lựa chọn phương pháp chèn lò, độ chặt khối chèn có ý nghĩa quan trọng, đặc trưng độ lún (%) Các phương pháp chèn lò khác có độ lún sau đây: - chÌn lß b»ng søc n­íc 10 - 15 - chÌn lß b»ng khÝ nÐn 10 - 20 - chèn lò khí (dùng máy ném ®¸) 25 - 30 - chèn lò tự chảy vỉa dốc đứng: với đá hạt nhỏ 20 - 25 víi đá hạt lớn 25 - 40 Nh­ vËy, theo độ chặt khối chèn đứng đầu phương pháp chèn lò sức nước đứng cuối chèn lò tự chảy Nếu xét yêu cầu thành phần cỡ hạt vật liệu chèn, chèn lò tự chảy chèn máy cào thuận lợi Kích thước cục đá chèn tự chảy bị giới hạn việc chất tải lên xe goòng băng máng, va đập vào vách ngăn chúng trượt vào khoang chèn Khi chèn lò khí, yêu cầu độ cục đá khắt khe hơn, hàm lượng tạp chất sét phương pháp chèn lò khí nén thuỷ lực, yêu cầu vật liệu chèn cao Năng suất phương pháp chèn tự chảy, khí nén thuỷ lực phụ thuộc vào lực phương tiện vận tải Đa phương pháp chèn khí nén, ¸p dơng c¸c hƯ thèng khai th¸c bÊt kú điều kiện khác Xét vận tải vật liệu chèn, hai phương pháp khí nén thuỷ lực tỏ ưu việt Theo chi phí đầu tư bản, chèn lò tự chảy kinh tế nhất, sau chèn khí Chi phí đầu tư chèn thuỷ lực gia tăng chủ yếu phí nhiều cho việc thoát nước, chèn khí nén - phải đầu tư nhiều cho thiết bị nén khí 102 Về tiêu hao lượng, phương pháp tự chảy, đến chèn khí Tiêu hao lượng lớn nhÊt thc vỊ chÌn khÝ nÐn: cho m3 vËt liệu chèn cần có khoảng 10-15 kW-h Khi chèn lò khí nén, độ hao mòn học thiết bị lớn Về điều kiện vi khí hậu hầm lò (sự nhiễm bụi, độ ẩm) tốt chèn lò tự chảy, xấu chèn khí nén Khối lượng lao động công tác chèn nhỏ nhÊt thc vỊ chÌn thủ lùc vµ khÝ nÐn Sù lựa chọn phương pháp chèn phụ thuộc nhiều vào loại công trình, vỉa than hay lớp nằm Nếu cần có khối chèn chặt sít, phải sử dụng chèn thuỷ lực khí nén Tóm lại, lựa chọn phương pháp chèn lò cần phải tính đến tất yếu tố, dựa sở phân tích kinh tế-kỹ thuật kỹ Chương : công đoạn cuối chu kỳ lò chợ 7.1 Đặc điểm công đoạn cuối Khi khấu than theo dải dọc lò chợ, sau dải khấu cần phải chuẩn bị thiết bị để khấu dải than Các công đoạn liên quan đến chuẩn bị thiết bị để khấu dải than di chuyển chúng phía gương lò gọi công đoạn cuối Khi khấu than máy liên hợp, công đoạn cuối lò chợ cần phải đảm bảo khấu đoạn cuối I dải cũ (hình 66) đoạn II dải để bố trí phận công tác máy liên hợp Hình 66: Sơ đồ phần cuối lò chợ Các công đoạn cuối đặc trưng là: chuẩn bị buồng khấu (khám), dựng chống tăng cường đầu lò chợ giáp với lò chuẩn bị, di chuyển truyền động máng cào, tháo lắp chân cột chống lò chuẩn bị, xếp cũi v.v Thành phần khối lượng công đoạn cuối khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ khấu than, sơ đồ khấu, hình dạng kích thước tiết diện lò chuẩn bị giáp với lò chợ, kết cấu chống chúng v.v Các công đoạn phần cuối lò chợ thực vùng ảnh hưởng tương hỗ hai đường lò - lò chợ lò chuẩn bị Trong đó, lò chợ gây ảnh hưởng lớn đến ổn định lò chuẩn bị buộc phải thực công tác chèng .. .vũ đình tiến , trần văn công nghệ khai thác than hầm lò hà nội - 2005 Vũ Đình Tiến , Trần Văn Thanh công nghệ khai thác than hầm lò Hà Nội - 2005 lời nói đầu Giáo trình "Công nghệ khai thác than. .. công nghệ khai thác than khác nhau, có tập hợp công tác phụ khác nhau, tức quy trình công nghệ khai thác than khác Công nghệ khai thác than hầm lò chia thành bốn dạng Đó công nghệ thủ công, công. .. năm 2005 Các tác giả phần thứ khái niệm chung trình sản xuất khai thác than hầm lò Chương : Lịch sử hướng phát triển công nghệ khai thác than hầm lò 1.1 Khái niệm quy trình công nghệ khai thác than