Phân tích đánh giá hiện trạng khai thác và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, công nghệ khai thác tại công ty than thống nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH TUẤN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ KHAI THÁC TẠI CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI- 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH TUẤN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ KHAI THÁC TẠI CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 8520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TSKH - LÊ NHƢ HÙNG HÀ NỘI - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tơi dƣới hƣớng dẫn GS.TSKH - Lê Nhƣ Hùng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, xác chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Tuấn ii LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám hiệu Nhà trƣờng, ban Chủ nhiệm Khoa Mỏ Bộ mơn Khai thác hầm lị, phịng Đào tạo Sau đại học; Quý thầy cô giáo thầy giáo hƣớng dẫn luận văn tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi tốt để em thực hoàn thành nội dung luận văn tốt nghiệp Đặc biệt, em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến doanh nghiệp vùng than Cẩm Phả - Quảng Ninh mà tác giả có điều kiện gặp gỡ, khảo sát, học hỏi cán kỹ thuật mỏ, chuyên gia đầu ngành mỏ lĩnh vực có liên quan trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ tham gia đóng góp thơng tin, kinh nghiệm vô quý báu ý kiến, nhận xét xác đáng để tác giả hồn thành luận văn tốt nghiệp này./ Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Tuấn iii MỤC LỤC PHẦN PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Những điểm luận văn Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT- TỰ NHIÊN KHOÁNG SÀNG THAN THỐNG NHẤT 1.1 Đặc điểm địa chất khoáng sàng 1.1.1 Cấu trúc địa chất 1.1.2 Đặc điểm cấu tạo vỉa than 1.1.3 Chất lƣợng than 1.1.4 Đặc điểm địa chất thuỷ văn địa chất cơng trình 13 1.1.5 Đặc điểm độ chứa khí mỏ than Thống Nhất 18 1.1.6 Trữ lƣợng than địa chất 20 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC, CHỐNG GIỮ HIỆN ĐANG ĐƢỢC ÁP DỤNG TẠI CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT 25 iv 2.1 Hiện trạng công nghệ khai thác, chống giữ đƣợc áp dụng Công ty than Thống Nhất 25 2.2 Đánh giá trạng khai thác công nghệ chống giữ đƣợc áp dụng Công ty than Thống Nhất 25 2.2.1 Lị chợ mức +16 ÷ +52 phân vỉa khu Đơng Nam-Lộ Trí áp dụng cơng nghệ khai thác lò chợ trụ hạ trần sử dụng cột thủy lực đơn+xà hộp 25 2.2.2 Lò chợ mức -29÷ +10 lớp phân vỉa 6D khu trung tâm áp dụng cơng nghệ khai thác lị chợ trụ hạ trần sử dụng giá thủy lực di động dạng khung ZH1600/24/16Z 27 2.2.3 Lò chợ mức -35÷ +18 phân vỉa 6D khu I-Lộ Trí áp dụng cơng nghệ khai thác lị chợ trụ hạ trần thu hồi than sử dụng giá thủy lực di động liên kết xích ZH1800/16/24ZL 31 2.3 Nhận xét 34 CHƢƠNG LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LÕ CHỢ CƠ GIỚI HĨA ĐỒNG BỘ TẠI CƠNG TY THAN THỐNG NHẤT 35 3.1 Tổng quan khai thác than cơng nghệ giới hóa nƣớc giới 35 3.1.1 Tình hình phát triển cơng nghệ giới hóa khai thác than hầm lị giới 35 3.1.2 Tình hình phát triển cơng nghệ giới hóa khai thác than hầm lò nƣớc 39 3.1.3 Các vƣớng mắc, hạn chế q trình khai thác với cơng nghệ giới hoá áp dụng số mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 53 3.2 Đề xuất loại hình cơng nghệ khai thác giới hóa áp dụng cho mỏ than Thống Nhất 55 3.2.1 Chia lớp khai thác giới hóa đồng 57 3.2.2 Phƣơng pháp khai thác giới hóa tổng hợp hạ trần 58 CHƢƠNG THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LÕ CHỢ CƠ GIỚI HĨA ĐỒNG BỘ TẠI CƠNG TY THAN THỐNG NHẤT 60 4.1 Lựa chọn khu vực thiết kế áp dụng 60 v 4.1.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất lò chợ II-6B-1 thuộc phân vỉa 6B: 60 4.1.2 Đặc điểm cấu tạo đá vách, trụ vỉa: 60 4.2 Sơ đồ mở vỉa chuẩn bị 61 4.2.1 Tóm tắt giải pháp khai thơng mở vỉa cho tầng - 35  -350 61 4.2.2 Chuẩn bị phân vỉa 6B lò chợ II-6B-1 62 4.3 Quy trình cơng nghệ khai thác 63 4.3.1 Lựa chọn tổ hợp thiết bị khai thác 64 4.3.2 Tính tốn hộ chiếu chống giữ lò chợ 72 4.3.3 Tính tiêu kinh tế kỹ thuật 80 KẾT LUẬN CHUNG 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 vi CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Số TT Ký hiệu (Chữ viết tắt) Ý nghĩa (chữ viết đầy đủ) KHCN TKV DAĐT Dự án đầu tƣ KT-KT Kinh tế - kỹ thuật XDCB Xây dựng TKKT-TDT QĐ GS.TSKH HTKT 10 TLĐ Thủy lực đơn 11 XDY Giá thủy lực di động loại XDY 12 TLDĐ Thủy lực di động 13 CGH Cơ giới hóa 14 TDTM Thăm dò tỷ mỷ 15 ĐCTV Địa chất thủy văn 16 ĐCCT Địa chất cơng trình 17 TCBV Tính chất bền vững 18 TCSĐ Tính chất sập đổ Khoa học cơng nghệ Tập đồn Cơng nghiệp than - Khống sản Việt Nam Thiết kế kỹ thuật - Tổng dự toán Quyết đinh Giáo sƣ Tiến sĩ khoa học Hệ thống khai thác vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tổng hợp đặc điểm vỉa than Bảng 1.2 Thống kê tiêu chủ yếu chất lƣợng than 10 Bảng 1.3 Bảng tổng hợp tiêu lý đá 16 Bảng 1.4 Tổng hợp kết tiêu lý đá vách vỉa 17 Bảng 1.5 Tổng hợp trữ lƣợng tài nguyên ranh giới mỏ 21 Bảng 1.6 Bảng tổng hợp trữ lƣợng, tài nguyên phân theo tầng, chiều dầy, góc dốc vỉa ranh giới mỏ từ -35 ÷ -350 23 Bảng 2.1 Tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật 26 Bảng 2.2 Tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật 28 Bảng 2.3 Tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật 31 Bảng 3.1 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ bán giới hố Cơng ty than Khe Chàm 42 Bảng 3.2 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lị chợ giới hố đồng Công ty than Khe Chàm 45 Bảng 3.3 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lị chợ giới hố đồng Cơng ty Cổ phần than Vàng Danh 48 Bảng 3.4 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ giới hố đồng Cơng ty than Mạo Khê 52 Bảng 4.1 Đặc tính kỹ thuật giàn chống ZFS3000/17/28 65 Bảng 4.2 Đặc tính kỹ thuật giàn chống ZFS3000/17/28 66 Bảng 4.3 Đặc tính kỹ thuật máy khấu mã hiệu MG160/380-WDK 67 Bảng 4.4 Đặc tính kỹ thuật máng cào mã hiệu SGZ-630/220 69 Bảng 4.5 Đặc tính kỹ thuật cột thuỷ lực đơn DW-25 70 Bảng 4.6 Đặc tính kỹ thuật máy nghiền 71 Bảng 4.7 Đặc tính kỹ thuật máy chuyển tải 71 Bảng 4.8 Đặc tính kỹ thuật bơm nhũ hoá 71 Bảng 4.9 Đặc tính kỹ thuật thùng nhũ hoá đồng 72 Bảng 4.10 Đặc tính kỹ thuật trạm bơm phun sƣơng 72 viii Bảng 4.11 Các thiết bị lị chợ giới hóa đồng 77 Bảng 4.12 Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất 84 Bảng 4.13 Biểu đồ bố trí nhân lực chu kỳ 85 Bảng 4.14 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác lò chợ giới hóa đồng cho lị chợ đạt sản lƣợng 600.000 tấn/năm 90 79 V× thÐp V× thÐp Lị d?c v?a thơng gió V× thÐp 700700700 Lị d?c v?a thơng gió Lị d?c v?a thơng gió V× thÐp V× thÐp 1500 1500 1500 1500 1500 Giàn độ 1500 1500 Giàn độ D 1500 D 1500 Giàn độ 1500 Giàn độ Máy khấu hai tang 1500 Giàn chống thủy lực 1500 Giàn độ 1500 Giàn độ Máy khấu hai tang 1500 630 1500 630 MÁY KH? U ÐI LÊN CHU? N B? TH? C HI? N LU? NG KH? U K? TI? P 700700700 4070 Lò d?c v?a thụng giú 4070 700700700 1800 Máng cào 1500 1500 110 000 110 000 630 1500 1500 C 110 000 1800 630 3.1500 630 630 1500 1500 1500 Máng cào 1800 Giµn chèng thđy lùc 1800 B 1500 B 30 000 M¸y khÊu hai tang M¸y khÊu hai tang 1500 110 000 110 000 C 1500 30 000 1500 1500 M¸ng cào Máng cào Máng cào 1800 30 000 30 000 Giàn chống thủy lực 110 000 Vì thép 4070 4070 Lị d?c v?a thơng gió 1800 4070 Lị d?c v?a thơng gió 700700700 4070 700700700 MÁY KH? U C? T H? T GUONG LÒ CH? DI CHUY? N MÁNG CÀO, GIÀN CH? NG VÀ THU H? I THAN NÓC LÒ CH? MÁY ÐI XU? NG KH? U GUONG LÒ CH? , DI CHUY? N MÁNG CÀO Ð? U LÒ CH? MÁY ÐI LÊN K? T THÚC KH? U KHÁM Ð? U MÁY KH? U ÐI XU? NG, KH? U KHÁM Ð? U T? O LU? NG KH? U M? I LỊ CH? CHU K? Ð? U 700700700 Giµn chèng thđy lùc M¸y khÊu hai tang M¸y khÊu hai tang 700700700 700700700 mặt cắt A - A 700700700 5,4 8,0 5,4 2,6 8,0 2,6 700700700 (tû lÖ 1:100) (tû lÖ 1:100) 5,4 8,0 0,63 4870 0,63 4870 0,63 4870 0,63 4870 Hình 4.8 Hộ chiếu khai thác lị chợ gii húa ng b 1500 1500 Giàn độ 4530 Lũ d?c v?a v?n t?i mặt cắt D - D mặt cắt C - C (tỷ lệ 1:100) 5,4 8,0 2,6 0,63 Lũ d?c v?a v?n t?i 700700700 mặt cắt B - B (tỷ lệ 1:100) Giàn độ 4530 Lò d?c v?a v?n t?i 4530 Lò d?c v?a v?n t?i Giàn độ 2,6 4530 Lũ d?c v?a v?n t?i Giàn độ 4530 Giàn độ 4530 Giàn độ 1500 1500 1500 1500 1500 Giàn chống thủy lùc 1800 A 1500 A 1500 Giµn chèng thđy lùc Lị d?c v?a v?n t?i 700700700 80 4.3.3.Tính tiêu kinh tế kỹ thuật Để xây dựng cơng suất lị chợ CGH sở điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ, luận văn tiến hành tính tốn chi phí thời gian cụ thể cho cơng việc chu kỳ sản suất sở đặc tính thiết bị giới hóa đề xuất kinh nghiệm khai thác nƣớc (tại Công ty than Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu) nƣớc giới (Trung Quốc, Ba Lan ) Các cơng việc chu kỳ khai thác lị chợ giới hóa bao gồm: - Giao ca, chuẩn bị sản xuất, - Củng cố, bảo dƣỡng thiết bị, - Công tác khấu gƣơng (vận hành máy khấu); - Công tác di chuyển máng cào trƣớc; - Công tác di chuyển giàn; - Công tác thu hồi than hạ trần; - Công tác di chuyển máng cào sau; 4.3.3.1 Xác định chi phí thời gian cho cơng việc chu kỳ khai thác lị chợ Chi phí thời gian cho cơng tác khấu gƣơng Cơng tác khấu gƣơng lị chợ đƣợc tổ chức thực theo sơ đồ khấu tạo khám đầu (hoặc tạo khám chân), cụ thể: Khi máy khấu đến đầu (hoặc chân) lò chợ thực công tác tạo luồng khấu cách quay chuyển vị trí tang cắt: tang cắt trƣớc khấu phần hạ xuống để khấu phần ngƣợc lại tang khấu sau nâng lên khấu phần nóc, hành trình máy khấu theo hƣớng ngƣợc lại xuống phía dƣới (hoặc lên trên), khấu luồng đƣợc 30  40 m (máy khấu nằm trọn vào luồng khấu mới) Sau tiến hành đảo chiều tang khấu cho máy khấu di chuyển ngƣợc lại khấu nốt vai than sát vị trí dừng máy kết thúc cơng tác tạo luồng khấu Cơng tác khấu gƣơng lị chợ giới hóa đƣợc thực máy khấu MG160/380 - WDK có tốc độ di chuyển theo đặc tính kỹ thuật máy từ 0÷7,5m/phút Tuy nhiên, tốc độ di chuyển có tải máy khấu thực tế khai thác đƣợc xác định sở: đặc điểm cấu tạo vỉa, bao gồm yếu tố độ kiên cố than, số lƣợng, tính chất độ cứng đá kẹp vỉa than; độ ổn định vách, trụ vỉa than, 81 Kinh nghiệm khai thác lị chợ giới hóa trƣớc Công ty than Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu cho thấy tốc độ di chuyển có tải tối ƣu máy khấu thời điểm đƣợc trì khoảng từ 2,5  3,0 m/phút, tốc độ máy khấu di chuyển không khấu m/phút Thời gian khấu khấu khám: Tk = (Lkx2)/vmk+ Lk/vkk Ltk – Chiều dài tạo khám, Ltk = 30 m vmk – tốc độ di chuyển máy khấu, vmk = 2,5 m/phút vkk – tốc độ di chuyển máy khấu không khấu, vkk = m/phút Tk = (30x2)/2,5+ 30/4 = 32 phút Thời gian khấu gƣơng lò chợ: Tg = Lk/vmk Ltk – Chiều dài lại sau khấu khám, Ltk = 80 m vmk – tốc độ di chuyển máy khấu, vmk = 2,5 m/phút Tg = 80/2,5 = 32 phút Trong thời gian khấu khám giàn chống chƣa di chuyển nên công tác sử lý ngã ba đƣợc thực thời gian Chi phí thời gian cho cơng tác di chuyển máng cào giàn chống Công tác di chuyển máng cào giàn chống thực nối tiếp trình máy khấu khấu gƣơng: di chuyển giàn chống đƣợc thực dứt điểm giàn, di chuyển giàn hạ thấp giàn (giảm tải) đƣợc thực sau di chuyển máng cào, bao gồm hạ chắn gƣơng, thu rút hết hành trình pít tơng kéo giàn tịnh tiến sát vào máng cào vừa di chuyển (bƣớc di chuyển bƣớc khấu), sau nâng giàn (chất tải) - Thời gian di chuyển máng cào gƣơng lò chợ: Trƣớc di chuyển máng cào thƣờng phải thời gian công tác xúc, tải than máy khấu không tải hết phần than Theo kết bấm giờ, thời gian di chuyển máng cào từ  1,5 phút/m, trung bình phút/1 mét cầu máng - Thời gian di chuyển giàn chống: Qua theo dõi thực tế lị chợ giới hóa Vàng Danh, Nam Mẫu, Khe Chàm cho thấy, thời gian di chuyển giàn chống đầu chân lò chợ từ  15 phút, trung bình phút Nguyên nhân di chuyển giàn chống đầu chân lò chợ nhiều thời gian khu vực tiếp giáp 82 với ngã ba đầu chân lò chợ, nên thƣờng xun phải xử lý lở gƣơng, tụt lị chợ Theo báo cáo tài liệu Trung Quốc, tốc độ di chuyển giàn chống tốc độ khấu than máy khấu có quan hệ phối hợp hỗ trợ Khoảng cách hai giàn chống 1,5m, tức giàn chống đỡ đá vách 1,5m, ngƣời phụ trách giàn chống với kỹ thành thục di chuyển giàn chống cầu máng khoảng 30s Nếu kỹ không thành thục khoảng 1phút Theo kinh nghiệm thực tế cơng việc di chuyển giàn chống lị chợ mỏ Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu thời gian di chuyển từ  3phút/giàn, trung bình 1,5 phút/giàn Cơng tác di chuyển giàn chống chia làm nhiều vị trí nhằm đẩy nhanh tốc độ khai thác Khi máy khấu bắt đầu khấu xuống gƣơng (khấu xong khám) máng cào giàn chống bắt đầu di chuyển, tổng số giàn chống lò chợ 74 giàn 110 m máng cào, 32 phút khấu gƣơng di chuyển đƣợc 22 giàn chống 32 m máng cào Vậy 52 giàn chống chƣa di chuyển 78 m máng chƣa di chuyển Khi máy khấu hết gƣơng lị chợ, vị trí cuối gƣơng khoảng 30 m máng cào chƣa di chuyển đƣợc vƣớng máy khấu, 20 giàn chống chƣa di chuyển đƣợc Để di chuyển đƣợc giàn chống máng cào vị trí máy khấu phải khấu khám tạo luồng tức khoảng thời gian 32 phút (theo tính thời gian khấu khám trên) Thời gian di chuyển 32 giàn chống gƣơng 32x1,5 = 48 phút Thời gian di chuyển 48 m máng cào gƣơng 48x1 = 48 phút Thời gian di chuyển 20 giàn chống cuối 20x1,5 = 30 phút Thời gian di chuyển 30 m máng cào cuối 30x1 = 30 phút Do công tác di chuyển giàn chống máng cào làm song song nên thời gian làm việc hai công đoạn lấy theo thời gian lớn di chuyển giàn chống Tổng thời gian công tác khấu gƣơng: T = 32 + + 32 + 48 + 30 + = 156 phút Chi phí thời gian cho cơng tác thu hồi than hạ trần Công tác thu hồi than làm đồng thời song song với q trình di chuyển giàn chống Theo báo cáo than Thống Nhất có độ cứng nhỏ nên di chuyển giàn chống than xuống phần máng cào đặt phía giàn chống, di chuyển giàn 83 chống giàn một, đồng thời phía sau giàn chống có phận che chắn nên than không xuống ạt đảm bảo máng cào vận hành tốt Các công việc chủ yếu thu hồi than nóc: - Di chuyển giàn chống; - Vận hành máng cào; - Thu chắn thủy lực (cách thu tấm); - Di chuyển máng cào phía sau; Các cơng tác thu hồi than đƣợc làm song song với công tác khấu gƣơng, di chuyển giàn chống than xuống đồng thời máng cào sau hoạt động để tải than, nên thời gian khấu gƣơng thời gian thu hồi than tƣơng đƣơng Vây tổng thời gian hoàn thành chu kỳ khai thác với bƣớc tiến 0,63 m 156 phút Chi phí thời gian cho cơng tác giao ca chuẩn bị sản xuất Theo kết thống kê, thời gian giao ca sản xuất phân xƣởng mặt thƣờng chiếm từ 25  40 phút, trung bình 30 phút Do đó, báo cáo xây dựng chi phí thời gian cho cơng tác điều kiện mỏ than Thống Nhất tƣơng tự là: Tgc = 30 [phút/ca] * Số luồng làm việc ca: Tca: Thời gian hai ca sau trừ thời gian giao ca, nghe lệnh sản xuất vào lò chợ sản suất ca 30 phút Tca = 8x 60 - 60 = 420 phút; Tk: Tổng thời gian khấu gƣơng Tk = T = 156 phút Vậy số luồng khấu ca là: Nca = Tca/Tk = 420/156 = 2,35 luồng Số luồng khấu ca luồng Trong ngày đêm khấu luồng, ca ca ca khấu luồng, ca khấu luồng thời gian lại ca để bảo dƣỡng thiết bị Biểu đồ bố trí nhân lực biểu đồ tổ chức công việc xem bảng 4.12 4.13 84 Bảng Biểu đồchøc tổ chức chu sản xuất B¶NG4 12 4.12: biểu đồ tổ chu kỳ sảnk xuất tT Tên công việc Chiều Kí hiệu dài Lc (m) Thời gian thùc hiÖn Ca I Ca II Ca III 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 110 Giao ca 95 Cñng cố lò cc 80 cc cc Vận hành máy khấu (khấu than) cc Nâng cấu giữ tạm cc cc cc Di chuyển máng cào Di chun dµn chèng Thu håi than nãc Kiểm tra, bảo d-ỡng đồng thiết bị 30 cc cc Chống tăng c-ờng,thu hồi chống lò chuẩn bị cc 15 85 BngBảNG 4.13.4.13: Biu trớ nhân nhânlùclực biĨuđồ ®å bố bè trÝ chuchu kú kỳ T T Nhân lực Ca Tên thợ Ca I I II III Kiểm tra, củng cố lò chợ 2 Vận hành máy khấu, kiểm tra bảo d-ỡng 2 Di chuyển dàn chèng, kiĨm tra b¶o d-ìng 4 12 Đẩy máng cào uốn, kiểm tra bảo d-ỡng 2 Thu håi than nãc 4 12 Vận hành bơm DD nhũ hoá bơm s-ơng mù 2 Vận hành máng cào lò chợ 3 9 Vận hành máy chuyển tải 1 10 Vận hành thiết bị khác 1 11 Chống tăng c-ờng đầu chợ 2 12 Chống tăng c-ờng chân chợ 2 13 Kiểm tra bảo d-ỡng đồng thiết bị - - (16) (16) 14 Trực trạm điều khiển 1 15 Trực điện 1 16 Chỉ đạo s¶n xt 1 Giao ca Tỉng céng 28 28 28 84 Thêi gian thùc hiÖn Ca II 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ca III 86 4.3.3.2 Xác định cơng suất lị chợ thu hồi than Số luồng khấu ca N = T / T’, luồng (4.4) Trong đó: N - Là số luồng khấu ca T - Thời gian sản xuất ca (ph) Lò chợ ca làm việc tiếng, thời gian chuẩn bị đầu cuối ca, giao ban tổng cộng 0,5 tiếng, thời gian dùng riêng cho sản xuất ca 7,5 tiếng (tƣơng đƣơng 450 ph) T’ - Thời gian khấu thu hồi luồng T’ đƣợc xác định dựa thời gian máy khấu khấu 01 luồng (T1) thời hạ trần thu hồi than 01 luồng (T2) Khi máy khấu khấu đƣợc 15m, bắt đầu tiến hành công tác hạ trần thu hồi than nóc, T’ = max (T1, T2) T1 - Tổng thời gian máy khấu khấu 01 luồng T1 tính nhƣ sau: T1=Tg+Tk+Ts+Td+Ta, ph (4.5) Trong đó: + Tg - Thời gian vận hành khấu 01 luồng Tg= (L+L1) / Vg, ph L - Chiều dài lò chợ (m), L = 110 m L1 - Chiều dài khám đầu lò chợ, L1=30m Vg - Tốc độ vận hành bình quân máy khấu khấu (m/ph) + Ts - Thời gian ngừng cần thiết để đổi hƣớng, thay cắt + Td - Thời gian máy khấu làm việc đầu lò chợ + Ta - Thời gian máy khấu ngừng để giải cố Theo Báo cáo tổng kết “Áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác giới hoá đồng máy khấu combai kết hợp giàn chống tự hành Công ty than Khe Chàm” Công ty CP Tƣ vấn đầu tƣ mỏ công nghiệp-Vinacomin lập năm 2006) chọn Ts = ph, Td = 20 ph, Ta= 60 ph, Vg = 2,4 m/ph Khi đó: Tg = (30+110)/2,4 = 58,5 ph + Tk - Thời gian vận hành không khấu, ph Tk = L1 /Vk , ph 87 Vk- Tốc độ vận hành bình qn khơng khấu máy khấu (m/ph) Chọn Vk= 4m/ph Khi đó: Tk = 30 /4 = 7,5 , ph Thay giá trị vào (5.2) ta có: T1 = 58,5 + 7,5 + + 20 + 60 = 151ph T2 - Tổng thời hạ trần thu hồi than 01 luồng T2 tính nhƣ sau: T2= Tt+Tb, ph (4.6) Trong đó: + Tb - Thời gian giải cố hạ trần, Tb=60 ph + Tt - Thời hạ trần thu hồi than 01 luồng Tt = (Thx b)/n, ph + Th- Thời gian cần để thu hồi than cho giàn, Tt = 5~7 ph Chọn Tt = ph + b - Số lƣợng giàn chống thủy lực gƣơng lị chợ thu hồi than nóc, b = 74-3x2 = 68 giàn (03 giàn chống phía đầu chân lị chợ khơng thu hồi) + n - Số lƣợng lƣợng giàn chống thu hồi than đồng thời, n = giàn → Tt = (7 x 68)/3 = 158 ph Thay giá trị vào (5.3) ta có: T2 = 60 + 158 = 218ph → T’ = max(T1, T2) = 218ph Thay giá trị vào (5.1) ta có: N = 450/218 = 2,06 luồng Chọn số luồng khấu ca N = luồng Một ngày làm việc ca (02 ca sản xuất, 01 ca sản xuất bảo dƣỡng, sửa chữa đồng thiết bị) Vậy số luồng khấu ngày đêm N = luồng Sản lượng than khai thác ngày đêm - Sản lượng than khấu gương Ak = L N r mk  k (T) Trong đó: L: Chiều dài trung bình lị chợ, L = 110 (m); N: Số luồng khấu ngày đêm, N = luồng (4.7) 88 r: Tiến độ luồng khấu, r = 0,63 (m); mk: Chiều cao khấu, mk = 2,6 (m); : Trọng lƣợng thể tích than,  = 1,45 (T/m3); k: Hệ số khai thác, k = 0,95; Thay giá trị vào (5.4) ta có: Ak = 110 x x 0,63 x 2,6 x 1,45 x 0,95 = 241 (T) - Sản lượng than hạ trần Ath = L N rth mth  kth (T) Trong đó: rth: Tiến độ luồng hạ trần, rth = 0,63 (m); mth: Chiều dày lớp than hạ trần, mth = 5,4 (m); kth : Hệ số thu hồi, kth = 0,7 Thay giá trị vào (5.5) ta có: Ath = 110 x x 0,63 x 5,4 x 1,45 x 0,7 = 899 (T) Vậy sản lƣợng than khai thác ngày đêm: A = Ak + Ath = 241 + 899 = 140 (T) Sản lượng than trung bình tháng ATh = Angđ.nt.Ktg = 3140 x 25 x 0,85 = 66 725 tấn/tháng nt – Số ngày làm việc tháng, nt = 25 ngày Ktg – Hệ số sử dụng thời gian; Ktg = 0,85 Cơng suất lị chợ An = ATh n kcd (tấn/năm) Trong đó: A : sản lƣợng than chu kỳ; n: Số tháng làm việc năm, n = 12 tháng; kcd: Hệ số chuyển diện, kcd = 0,75; Thay giá trị vào ta có: An = 66725 x 12 x 0,75 = 600 525 tấn/năm Chọn sản lƣợng than trung bình năm 600 000 tấn/năm * Cơ cấu sản lượng lò chợ lị chợ CGH đạt cơng suất 600 000 tấn/năm: (4.8) 89 + 01 lò chợ CGH: 600 000 t/n + 06 lị chợ giá khung, giá xích: 06 x 225 000 = 350 000 t/n + 01 lò chợ cột thủy lực đơn (công suất thiết kế 100 000 t/n): 50 000 t/n * Tổng cộng: 08 lò chợ, cơng suất: 000 000 tấn/năm (Dự phịng 50% sản lƣợng lò chợ cột thủy lực đơn than đào lò, tổng sản lƣợng than dự phòng khoảng 220 000 t/n) Tiến độ ngày lò chợ Rng = r.N = 0,63x5 = 3,15 m/ngđ Tiến độ tháng lò chợ Rth = Rngntk = 3,15 x 25x0,85 = 66,94 m/ tháng Tiến độ năm lò chợ Rn = Rthnkcd = 66,94x 12x0,75 = 602,46 m/ năm Năng suất lao động công nhân trực tiếp Angđ N= n = ngđ 3140 = 37,38 (T/công) 84 - Số lao động trực tiếp khai thác ngày đêm, nng.đêm = 84 (ngƣời) Chi phí nhũ tương cho 1000 than Dung dịch nhũ tƣơng cung cấp cho giàn chống đƣợc sử dụng tuần hồn (từ trạm bơm nhũ hóa cung cấp cho giàn chống qua phận lọc trở trạm bơm) Tuy nhiên để đảm bảo khả làm việc giàn chống trình khai thác cần thiết phải bổ sung thay dầu, tháng thay lần dầu, nhũ tƣơng chiếm 5% nƣớc chiếm 95% khối lƣợng dung dịch Chi phí dầu nhũ tƣơng cho 1000 than khai thác Cnt = 1600.4.0.05 x 1000 Ath Cnt = kg 1600.4.0, 05 x1000 = 4,7 kg 66725 10 Chi phí nước cho 1000 than Nƣớc để pha dung dịch nhũ tƣơng chiếm 95%: 1600x4x0,95 = 6400,95 m3 90 Nƣớc làm mát động cho 1000 than 10 m3 Nƣớc phun xƣơng chống bụi cho 1000 than 10 m3 Vậy chi phí nƣớc cho 1000 than: Cn = 1600.4.0,95 x1000 +10 +10 = 110 m3 66725 11 Chi phí khấu Chi phí khấu phụ thuộc vào độ cứng than đất đá kẹp vỉa Trong trình áp dụng giới hóa khai thác lị chợ Cơng ty than Khe Chàm cho thấy: Chi phí khấu tính bình quân sau năm áp dụng 0,94 cho 1000 than, tính tốn tạm tính cho Cơng ty than Thống Nhất 1,0 răng/1000T Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu hệ thống khai thác trình bày bảng 4.14 Bảng 4.14 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác lò chợ giới hóa đồng cho lị chợ đạt sản lượng 600.000 tấn/năm Stt Tên tiêu Đơn vị Khối lƣợng Chiều dày vỉa áp dụng m 8,0 Góc dốc trung bình vỉa Độ 21º Tỷ trọng than Tấn/m3 1,45 Chiều dài trung bình lị chợ m 110 Chiều cao khấu lò chợ m 2,6 Chiều cao thu hồi m 5,4 Chiều rộng luồng khấu (bƣớc khấu) m 0,63 Tiến độ khai thác chu kỳ m 3,15 Vật liệu chống gƣơng 10 Thời gian làm việc ngày đêm 11 Hệ số hoàn thành chu kỳ 0,95 12 Hệ số thu hồi 0,7 13 Sản lƣợng than khai thác ngày đêm Tấn 3140 - Sản lƣợng khấu gƣơng Tấn 1241 - Sản lƣợng than thu hồi Tấn 1899 Giàn chống ZFS3000/17/28 Ca 91 Stt Tên tiêu 14 Sản lƣợng khai thác trung bình tháng 15 Hệ số chuyển diện 16 Cơng suất lị chợ 17 Số cơng nhân lị chợ ngày đêm 18 Năng suất lao động cơng nhân lị chợ 19 Đơn vị Tấn Khối lƣợng 66725 0,75 Tấn/năm 600 000 Ngƣời 84 Tấn/ngƣời-ca 37,38 Số mét lò chuẩn bị cho 1000t than m/1000t 25 20 Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000t than kg/1000t 4,7 21 Chi phí nƣớc cho 1000t than m3/1000t 110 22 Chi phí khấu cho 1000t than Cái /1000t 23 Tổn thất than % 15  20 92 KẾT LUẬN CHUNG Theo đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất kỹ thuật trữ lƣợng vùng than Quảng Ninh có khoảng tỷ (đến mức -300m), trữ lƣợng than thuộc vỉa dầy dốc thoải nghiêng chiếm gần 60% Tại khoáng sàng than Thống Nhất vỉa dầy dốc thoải nghiêng chiếm tỷ lệ đáng kể 70% trữ lƣợng, việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ khai thác đảm bảo yêu cầu mặt kinh tế kỹ thuật cần thiết Ở điều kiện vỉa than dày thoải, nhiều nƣớc khác giới, đặc biệt Trung Quốc đƣa vào áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác giới hóa đồng hạ trần thành cơng Ƣu điểm sơ đồ công nghệ giảm đƣợc tiêu hao dầu, mét lò chuẩn bị; tăng suất lao động; lị chợ an tồn khả chịu lực giàn chống lớn; đặc biệt sơ đồ cơng nghệ cho sản lƣợng lị chợ cao Căn vào điều kiện địa chất mỏ, sở đặc tính kỹ thuật tổ hợp thiết bị khai thác, luận văn đề xuất chọn tổ hợp giới hóa đồng để áp dụng khai thác lò chợ vỉa dầy thoải mỏ Thống Nhất Trong điều kiện phân vỉa 6B mỏ Thống Nhất, áp dụng cơng nghệ khai thác giới hóa đồng có thu hồi than nóc, theo tính tốn đáp ứng đƣợc yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Với điều kiện địa chất vùng than Quảng Ninh nói chung mỏ Thống Nhất nói riêng, cần thiết phải áp dụng đa dạng loại hình cơng nghệ khai thác lị chợ, phù hợp với điều kiện vỉa Cơng nghệ khai thác lị chợ giới hóa đồng có hạ trần thu hồi than giải pháp cần đƣợc nghiên cứu áp dụng cho vỉa dầy thoải để xây dựng lò chợ cơng suất lớn góp phần nâng cao sản lƣợng mỏ toàn ngành than 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dự án đầu tƣ khai thác hầm lò xuống sâu dƣới mức -35 khu Lộ Trí – Cơng ty than Thống Nhất “công suất 2.000.000 tấn/năm Đề án đƣợc Tổng Giám đốc Tập đồn Cơng nghiệp than - Khoáng sản Việt nam phê duyệt định số 2985/QĐ-TKV ngày 22/12/2009 Phùng Mạnh Đắc (2005), Đánh giá khả áp dụng cơng nghệ giới hố khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cƣơng (1993), Cơng nghệ khai thác hầm lị, Tập I, II, III, Bài giảng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong (2001), Mở vỉa khai thác hầm lò, Bài giảng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Nhƣ Hùng (1999), Hệ thống phương pháp tính tốn thiết kế cơng nghệ khai thác hầm lị, Bài giảng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Đoàn Văn Kiển (2008), Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ giới hóa khai thác thiết kế, chế tạo loại giàn chống tự hành phù hợp áp dụng điều kiện địa chất vỉa dày, độ dốc đến 35o vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nƣớc, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Thái Hồng Phƣơng (2001), Áp lực mỏ hầm lò, Bài giảng, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Trần Văn Thanh (2001), Cơng nghệ khai thác mỏ hầm lị, Giáo trình, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Thanh (2001), Các phương pháp khai thác đặc biệt khống sản có ích, Bài giảng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 10 Trần Văn Thanh (2004), Cơng nghệ khí hố khai thác than hầm lị, Giáo trình, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 11 Thiết kế kỹ thuật – Tổng dự tốn “khai thác hầm lị xuống sâu dƣới mức -35 khu Lộ Trí – Cơng ty than Thống Nhất” đƣợc Công ty cổ phần Tƣ vấn đầu tƣ mỏ công nghiệp – Vinacomin lập năm 2010