Nghiên Cứu Thiết Kế Và Chế Tạo Một Số Phụ Kiện Thuỷ Lực Của Giàn Chống Thuỷ Lực Di Động Có Lực Chống Đến 320 Tấn.docx

Microsoft Word 7275 doc Bé c«ng th−¬ng TËp ®oµn c«ng nghiÖp than kho¸ng s¶n viÖt nam viÖn c¬ khÝ n¨ng l−îng vµ má tkv b¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi kh&cn cÊp bé nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o mét sè phô kiÖn t[.]

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ

CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG MA SÁT

Vào giữa thập kỷ 70 của thế kỷ 20, một số mỏ than hầm lò của ngành than (Vàng Danh, Mạo Khê) đã bắt đầu đưa một số loại cột chống ma sát (của Ba Lan, Liên Xô, Trung Quốc) vào chống lò Trước đó, tất cả các mỏ than hầm lò của nước ta đều chống lò bằng gỗ Qua giai đoạn thử nghiệm, đến năm 1982, Viện Máy mỏ (nay là Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV) đã tiến hành nghiên cứu, chế tạo và đưa vào áp dụng thành công cột chống ma sát CC-20 và xà kim loại X-20 ở mỏ Khe Chàm, sau mở rộng sử dụng tại mỏ Hà Lầm, Vàng Danh và đạt kết quả tốt.

Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật của cột chống CC-20.

TT Thông số Đơn vị tính Giá trị

1 Chiều cao chống lớn nhất mm 2240

2 Chiều cao chống nhỏ nhất mm 1260

3 Tải trọng công tác kN 200 250

4 Tải trọng tới hạn kN 250

5 Khối lượng bản thân kg 43

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật của xà X-20.

TT Thông số Đơn vị tính Giá trị

1 Chiều dài bước xà mm 1000

2 Tải trọng định mức kN 200

3 Khả năng chịu uốn kN 15

4 Khối lượng bản thân kg 23,4

Sử dụng cột chống ma sát kết hợp xà kim loại đã cải thiện và nâng cao độ an toàn hơn so với vì chống gỗ, lượng gỗ tiêu hao cho chống lò giảm được từ 40 đến 50% Tuy nhiên, do công nghệ và thiết bị ngày càng phát triển, chống lò bằng cột ma sát kết hợp xà kim loại đã bắt đầu bị loại từ năm 1998 và nay không còn sử dụng.

CÔNG NGHỆ CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ DÙNG CỘT CHỐNG THUỶ LỰC ĐƠN

1.2.1 Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà kim loại

Từ năm 1998, các mỏ than hầm lò của ngành than nước ta đã đưa cột chống thuỷ lực vào sử dụng trong các mỏ với tốc độ khá nhanh Hầu hết cột chống thuỷ lực sử dụng là loại cột DZ22 nhập từ Trung Quốc Từ năm 2006, Công ty Chế tạo máy than Việt Nam (nay là Công ty Cổ phần chế tạo máy - TKV) đã đầu tư dây chuyền đồng bộ chế tạo cột chống thuỷ lực đơn và xà kim loại Đến nay, nội bộ ngành than đã có thể tự cung tự cấp được hoàn toàn cột chống thuỷ lực và xà Riêng các phần từ thuỷ lực khác kèm theo (van

3 tác dụng, ống, bơm, van an toàn ) vẫn phải nhập khẩu.

Hình 1.1 Cột chống thuỷ lực đơn DZ22.

Hình 1.2 Chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn DZ22 kết hợp với xà kim loại.

Bảng 1.3 Đặc tính kỹ thuật của cột chống DZ22.

TT Các thông số kỹ thuật cơ bản Đơn vị Giá trị

1 Chiều dài làm việc lớn nhất mm 2240

2 Chiều dài làm việc thấp nhất mm 1440

4 Khối lượng cột chống (Không dầu/Có dầu) kg 54/62

5 Tải trọng làm việc kN 300

6 Áp suất làm việc MPa 38,2

7 Tải trọng ban đầu: - Lực

8 Diện tích chân cột cm 2 109

9 Đường kính xi lanh mm 100

10 Chất lỏng làm việc emulxi % 2

Sử dụng cột chống thủy lực đơn kết hợp với xà kim loại để chống giữ trong lò chợ đã tăng năng suất, đảm bảo an toàn lao động và có hiệu quả rõ rệt so với việc sử dụng gỗ chống và cột ma sát, xà kim loại trước đây. Ưu điểm của cột chống thủy lực đơn là thao tác đơn giản, di chuyển nhẹ nhàng hơn do khối lượng nhỏ, độ linh hoạt cao, giá thành thấp Tuy nhiên, độ ổn định và an toàn vẫn thấp, thao tác mất nhiều thời gian, không có khả năng tự rút cột, cột chống được sử dụng kết hợp với xà kim loại nên vẫn tốn một khối lượng gỗ tương đối lớn Tuy vậy, tất cả các mỏ than hầm lò của nước ta hiện nay vẫn dùng phổ biến công cụ chống lò này và sẽ còn sử dụng trong nhiều năm tới.

1.2.2 Công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà tổ hợp (Giá thuỷ lực di động) Đại diện tiêu biểu cho công nghệ này là chống giữ lò chợ bằng xà XDY kết hợp cột chống thuỷ lực đơn làm việc hai chiều Công nghệ và thiết bị chống giữ kiểu này được áp dụng phổ biến trong các mỏ than hầm lò Việt Nam từ năm 2002 và là loại được sử dụng rộng rãi chỉ đứng sau cột thuỷ lực đơn và xà Tuy có một vài ưu điểm so với chống bằng cột chống thủy lực đơn với xà kim loại về khả năng ổn định và độ an toàn,nhưng giá thành cao hơn, thao tác vất vả hơn do xà có khối lượng lớn Bên cạnh đó thì công nghệ và thiết bị này vẫn tốn một lượng gỗ và lưới trải nóc lò nhất định.

Bảng 1.4 Đặc tính kỹ thuật của giá thủy lực di động XDY và GTLDĐ-800.

1 Chiều cao tối đa mm 2700

2 Chiều cao tối thiểu mm 1400

3 Hành trình pít tông mm 800

4 Chiều rộng giá chống mm 664

5 Chiều dài giá chống mm 2260

6 Bước tiến của dầm tiến gương mm 800

9 Số lượng cột chống cái 04

10 Đường kính xi lanh cột mm 100

11 Khối lượng của giá (kể cả cột chống) kg 850

Hình 1.3 Giá thuỷ lực di động.

GIÁ THUỶ LỰC TỔ HỢP

Giá thuỷ lực tổ hợp là tổ hợp thiết bị chống giữ lò chợ được thiết kế cải tiến trên cơ sở công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột chống thuỷ lực đơn kết hợp với xà tổ hợp (mục 1.2.2) Có thể nói về mặt cơ giới hoá chống giữ lò chợ thì đây là loại hình thiết bị và công nghệ trung gian khi tiến từ chống bằng cột thuỷ lực đơn kết hợp với xà kim loại lên chống bằng giàn chống thuỷ lực Giá thuỷ lực tổ hợp được nhập vào Việt Nam khoảng cuối năm 2006 và bắt đầu được sử dụng trong ngành Than của nước ta từ tháng 5 năm 2007 (trong lò chợ của Công ty than Thống Nhất - TKV) Ban đầu chúng ta nhập khẩu trọn bộ của các nhà sản xuất Trung Quốc và Viện Khoa học Công nghệ mỏ - TKV là đơn vị tư vấn chuyển giao công nghệ Đến nay, các đơn vị Cơ khí trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã từng bước nội địa hoá và bước đầu chế tạo cột chống và một số kết cấu cơ khí Các loại van và phần tử thuỷ lực còn lại vẫn nhập khẩu từ Trung Quốc Riêng kết cấu xà và hệ thanh đỡ liên kết với nhau thành cụm tiến gương có lộ trình nội địa hoá chậm hơn do chuyển nhượng bản quyền.

Tính đến cuối năm 2008, trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã có 11 đơn vị đưa giá thuỷ lực tổ hợp vào lò chợ khai thác và được phân thành 2 loại Đó là giá thuỷ lực tổ hợp chỉnh thể và giá thuỷ lực tổ hợp phân thể Loại chỉnh thể có khả năng áp dụng cho vỉa dốc đến 30 o và đang được dùng nhiều trong các mỏ hầm lò, loại phân thể có khả năng áp dụng cho vỉa dốc đến 40 o nhưng chưa áp dụng nhiều.

Hình 1.4 Giá thuỷ lực tổ hợp ZH1600/16/24Z.

Giá thủy lực tổ hợp có cấu tạo dạng lập thể, được liên kết thành dạng mảng (dọc theo chiều dài lò chợ) tạo cho các vì chống có độ ổn định tương đối cao Cấu tạo này đã cho phép giảm bớt hao phí lao động làm công tác củng cố lò chợ Hiện nay, có 06 loại giá thủy lực tổ hợp đã được các đơn vị sản xuất than hầm lò đưa vào sử dụng trong các lò chợ:

- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24Z được sử dụng tại các đơn vị Mạo Khê, Nam Mẫu, Vàng Danh, Thống Nhất… cho các lò chợ dốc thoải và dốc nghiêng có thu hồi than hạ trần, tương đối phù hợp với các vỉa than dốc thoải đến dốc nghiêng, không thích hợp với các lò chợ có độ dốc >35 o

- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24T (ZHT) sử dụng tại Công ty than Quang Hanh, Mông Dương cho các lò chợ khấu ở các vỉa có thế nằm phức tạp, biến đổi nhiều về độ dốc vỉa, có thu hồi than hạ trần Loại giá thuỷ lực này tương đối linh hoạt trong điều kiện thế nằm của vỉa thay đổi nhiều, nhưng chỉ thích hợp với vỉa có độ dốc ≤25 o

- Giá thủy lực tổ hợp ZH1600/16/24ZL được sử dụng tại Công ty than Quang Hanh, áp dụng cho các vỉa dốc nghiêng có thu hồi than hạ trần Loại giá thuỷ lực này có chiều dài xà 3,15 mét (loại ZH1600/16/24Z là 2,8 mét), chỉ có ưu điểm ở khu vực mỏ có áp lực nhỏ, có thể ứng dụng kết hợp với máy khấu trong lò chợ Lắp đặt và tháo dỡ tương đối khó khăn do không gian chống tạm lớn.

- Giá thủy lực tổ hợp ZH2000/15/35Z được sử dụng cho lò chợ có chiều cao tới 3,5 mét tại Công ty TNHH 86 Thích hợp với việc khai thác toàn bộ vỉa có chiều dày từ 2,2 3,5 mét ở lò chợ có dốc độ 30 0 Khi áp dụng công nghệ này sẽ giảm tổn thất tài nguyên, khắc phục được hiện tượng đá vách treo trong các trường hợp sử dụng công nghệ lò chợ thu hồi than hạ trần.

- Giá thủy lực tổ hợp GK1600/1.6/2.4/HT do Công ty chế tạo máy TKV chế tạo đã được sử dụng tại các đơn vị như: Hà Lầm, Bắc Cọc Sáu, Thống Nhất… có thu hồi than hạ trần tương đương với loại ZH1600/16/24Z nhưng đã có một số cải tiến tiện ích hơn.

- Giá thủy lực tổ hợp GK1600/1.6/2.4/HTD được sử dụng cho các lò chợ khai thác ở vỉa có độ dốc 40 o tại các đơn vị: 86, Đồng Vông…có thu hồi than hạ trần Đây là loại giá thuỷ lực mới đưa vào sử dụng, bước đầu cho thấy nếu quản lý kỹ thuật công nghệ tốt thì loại giá thủy lực này sẽ phát huy tốt trong các lò chợ có độ dốc tới 40 0 có thu hồi than nóc.

Như vậy, mỗi loại giá thủy lực tổ hợp di động thích hợp với điều kiện áp dụng khác nhau Qua đánh giá tại các đơn vị đã sử dụng thì các đặc điểm về độ dốc vỉa, độ ổn định của vỉa, độ kiên cố của than và đất đá vây quanh vỉa có ảnh hưởng nhiều tới kỹ thuật công nghệ lò chợ.

Trong điều kiện khai thác các vỉa dày, dốc thoải đến nghiêng tại các công ty, giá thủy lực tổ hợp di động được áp dụng theo các sơ đồ công nghệ khai thác cơ bản sau:

+ Khai thác một lớp đồng thời hạ trần thu hồi lớp than nóc đối với các vỉa có chiều dày từ 3,5 đến 6,0 mét.

+ Khai thác lớp hai, lớp dưới bám trụ và thu hồi than lớp giữa đối với các vỉa dày trên 6,0 mét.

+ Khai thác hai hoặc nhiều lớp với việc thu hồi than nóc ở mỗi lớp đối với các vỉa rất dày.

Bảng 1.5 Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp giá đỡ thủy lực ZH1600/16/24Z.

1 Chiều cao tối đa mm 2400

2 Chiều cao tối thiểu mm 1600

3 Hành trình pít tong mm 800

4 Chiều rộng giá chống mm 960

5 Chiều dài giá chống mm 2900

6 Bước tiến của tấm đỡ gương mm 800

8 Tải trọng ban đầu kN 950

10 Số lượng cột chống cái 04

11 Đường kính xi lanh cột mm 110

12 Góc dốc làm việc của giá độ 35

Nhìn chung, cho đến nay các khu vực hiện đang áp dụng giá thủy lực tổ hợp di động đều có điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ phù hợp, đảm bảo việc khai thác có hiệu quả và an toàn lao động (Mạo Khê, Nam Mẫu, Đồng Vông, Hà Lầm, 86, Thống Nhất ) Một số lò chợ sử dụng giá thủy lực tổ hợp trong điều kiện vỉa có thế nằm không ổn định, độ dốc lớn 35 40 o (tại Công ty than Quang Hanh, Mông Dương, Bắc Cọc Sáu) đã gặp nhiều khó khăn, năng suất lao động thấp, tình trạng kỹ thuật cơ bản chưa tốt… và đang trong giai đoạn hoàn thiện công nghệ.

GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC

1.4.1.iàn chống thuỷ lực ZZ3200/16-26

Hình 1.5 Giàn chống thủy lực ZZ3200/16-26 của Trung Quốc đang sử dụng tại Khe Chàm.

Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của giàn chống ZZ3200/16-26.

2 Chiều cao kết cấu giàn chống m 1,6 2,6

4 Khoảng cách bước đẩy giàn chống m 0,6 0,7

5 Lực chống ban đầu của giàn chống kN 2532 (31,5Mpa)

6 Lực chống đỡ của giàn chống kN 3200 (39,8Mpa)

7 Cường độ giàn chống MPa 0,62

8 Tỷ lệ áp lực nền MPa 1,96

9 Phụ tải định mức đầu phía trước Tấn 38

10 Lực chống đỡ vách định mức đầu phía trước tấm giữ gương Tấn 4

11 Lực chống đỡ gương định mức đầu phía trước tấm giữ gương Tấn 9

12 Áp lực dung dịch nhũ hoá từ trạm bơm cung cấp MPa 31,5

13 Phương thức thao tác - Từng giàn chống

14 Khối lượng bản thân Tấn 10

15 Kích thước bao Mm 4410x1420x1600 Đây là loại giàn chống thuỷ lực lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong ngành than của nước ta (năm 2004), đơn vị sử dụng là Công ty than Khe Chàm - TKV Giàn chống ZZ3200/16-26 được nhập đồng bộ với với máy khấu và máng cào thành một tổ hợp cơ giới hoá khai thác lò chợ Toàn bộ thiết bị trong dây chuyền tổ hợp được nhập từ Trung Quốc.

Phạm vi áp dụng loại giàn chống này là các vỉa thoải có góc nghiêng nhỏ hơn 25 o và chiều dày vỉa khoảng 2,5 mét Đến nay, ngoài Công ty than Khe Chàm - TKV thì chưa có thêm một đơn vị nào của ngành than đầu tư loại giàn chống này.

1.4.2.iàn chống thuỷ lực KĐT1

Giàn chống thuỷ lực KĐT1 là sản phẩm của sự hợp tác giữa Viện Khoa học công nghệ mỏ - TKV, Viện thiết kế máy mỏ GIPROUGLEMASH (cộng hoà liên bang Nga) và Viện TEXGORMAS (cộng hoà liên bang Nga) Toàn bộ kết cấu cơ khí và linh kiện thuỷ lực được nhập khẩu Tổ hợp thiết bị chống giữ này cùng với máy đào lò AM-50 được đưa vào vỉa 7 tây Vàng Danh bắt đầu từ ngày 28 tháng 7 năm 2007.

Hình 1.6 Tổ hợp giàn chống thuỷ lực KĐT1.

Phạm vi ứng dụng loại giàn chống thuỷ lực này chỉ phù hợp với các vỉa than có điều kiện như sau:

- cường độ kháng nén của than nền lớn hơn 4500 kN/m 2 ;

- áp dụng cho sơ đồ công nghệ khấu gương lò chợ ngắn theo lớp ngang kết hợp hạ trần thu hồi than nóc;

- chiều cao phân tầng khai thác 10 mét;

Bảng 1.7 Đặc tính kỹ thuật của giàn chống đỡ thủy lực di động KĐT1.

2 Chiều cao cấu trúc của đoạn vì: + Nhỏ nhất

3 Bước lắp đặt 1 vì chống m 1,2

4 Bước dịch chuyển của đoạn vì chống m 0,63

5 Áp suất công tác cực đại của bộ truyền động thủy lực chính

6 Áp lực an toàn của cột thủy lực MPa 50

7 Kháng lực: + của đoạn vì

+ của cột chống thủy lực kN 2000

8 Kháng tải của vì chống

+ Khi congxon có chiều dài cực đại

+ Khi congxon có chiều dài cực tiểu kN/m 2

9 Khối lượng bản thân Tấn 43 Đến hết năm 2008, ngoài Công ty than Vàng Danh - TKV thì chưa có đơn vị khai thác than hầm lò nào đầu tư áp dụng loại giàn chống này.

1.4.3.iàn chống thuỷ lực VINA-ALTA

Loại giàn chống thuỷ lực này là sản phẩm của sự hợp tác nghiên cứu thiết kế giữaViện Khoa học công nghệ mỏ - TKV và Công ty ALTA (Cộng hoà Séc) Phần kết cấu cơ khí được chế tạo tại Công ty Cổ phần chế tạo máy TKV, các phụ kiện và phần tử thuỷ lực nhập khẩu Sản phẩm sau khi gia công và lắp ráp hoàn thiện đã được đưa vào vận hành trong lò chợ II-8-2 thuộc Vỉa 8 của Công ty than Vành Danh - TKV từ ngày 04 tháng 12 năm 2007.

Hình 1.7 Giàn chống thủy lực VINA-ALTA.

Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật cơ bản của giàn chống thủy lực VINA-ALTA.

1 Chiều cao (min max) mm 2420 3150

3 Chiều dài (min max) mm 3630 5230

5 Tải trọng chống giữ kN 2287

6 Số lượng cột chống Cột 2

7 Khối lượng bản thân kg 12500

Loại giàn chống này được thiết kế dùng cho các vỉa than có chiều dày trung bình lớn hơn 3,5 mét, góc dốc dưới 35 o , công nghệ khai thác có thu hồi than hạ trần Cửa tháo than hạ trần nằm trên cao, than hạ trần thu hồi về máng cào gương nên chỉ dùng 1 máng cào cho lò chợ.

Ngoài Công ty than Vàng Danh - TKV đã áp dụng thành công giàn chống VINA- ALTA vào lò chợ thì chưa có thêm đơn vị nào sử dụng giàn chống này Được biết Công ty than Hà Lầm - TKV cũng đang xúc tiến đầu tư đồng bộ lò chợ có sử dụng giàn chống kiểu VINA-ALTA.

1.4.4.iàn chống thuỷ lực 2ANSH

Loại giàn chống thuỷ lực này là loại giàn chống mới và hiện đại nhất ngành Than được nhập về từ Ukraina Sau thời gian lắp đặt, giàn chống hoạt động ổn định tại vỉa 8

Tây, tầng -80/+30 tại Phân xưởng KT12 của Công ty than Mạo Khê - TKV vào ngày 11 tháng 9 năm 2008.

Giàn chống 2ANSH cùng với máy bào than 1ASHM tạo thành tổ hợp cơ giới hoá khấu than lò chợ.

Hình 1.8 Giàn chống 2ANSH trong lò chợ vỉa 8 tây xuyên vỉa Tây Bắc I mức -80 +30.

Phạm vi ứng dụng của giàn chống thuỷ lực kiểu 2ANSH là các vỉa dốc có chiều dày trung bình và mỏng Đồng bộ thiết bị kèm theo là các máy bào than kiểu 1ASHM do Ukraina chế tạo. Đến nay, tổ hợp giàn chống 2ANSH cùng máy bào than 1ASHM đã hoạt động ổn định được vài tháng nhưng hiện chưa có thống kê hay đánh giá sơ bộ nào.

Như vậy, qua một số những thông tin nêu trên, có thể thấy rằng công nghệ và thiết bị chống giữ lò chợ trong các mỏ than hầm lò nước ta vẫn còn ở mức trung bình thậm chí nhiều lò chợ còn ở mức lạc hậu Chúng ta đã cơ khí hoá và thuỷ lực hoá được khâu chống lò nhưng mức độ cơ giới hoá thì đang còn ở mức rất thấp Có thể đưa ra được một vài nguyên nhân như:

- mức độ đầu tư cho đổi mới, hiện đại hoá công nghệ và thiết bị đang chưa đáp ứng được yêu cầu và chưa theo kịp sự phát triển của thế giới;

- sản lượng than khai thác và lợi nhuận là nguồn gốc của nguồn vồn đầu tư, trong khi đó ngành than không chỉ đầu tư cho sản xuất than, tức là chưa tập trung nguồn lực cho đầu tư cơ giới hoá khai thác hầm lò;

- điều kiện địa chất các khoáng sàng chứa than hiện nước ta đang khai thác rất phức tạp;

- năng lực tư vấn về khoa học và công nghệ, công tác nghiên cứu khoa học, kỹ thuật và công nghệ chưa đáp ứng được thực tế sản xuất.

KHẢ NĂNG ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC CHỐNG GIỮ LÒ CHỢ CHO KHAI THÁC THAN HẦM LÒ CỦA VIỆT NAM

TỔNG HỢP TRỮ LƯỢNG CÔNG NGHIỆP CÁC VỈA THAN DÀY CÓ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG Ở VÙNG THAN QUẢNG NINH

ÁP DỤNG GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG Ở VÙNG THAN QUẢNG NINH

Trên cơ sở quy hoạch khai thác tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, đề tài tiến hành thu thập số liệu, tổng hợp trữ l−ợng than và đặc điểm các yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ của các vỉa dày ở những khoáng sàng và khu mỏ chính. Qua đó xác định đ−ợc khả năng áp dụng giàn chống thuỷ lực kết hợp với thiết bị khấu than, thiết bị vận chuyển để cơ giới hoá khai thác lò chợ.

2.1.1 Tổng hợp trữ lượng các vỉa than dày và dốc đến 35 o của bể than Quảng Ninh Đề tài tập trung vào 10 khoáng sàng có trữ l−ợng than phân bố ở các vỉa dày trên 3,5 mét, góc dốc lên đến 35 0 tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, bao gồm Mạo Khê,

1 Tổng hợp từ các tài liệu tham khảo [8], [9],

Vàng Danh, Than Thùng- Yên Tử, Hà Lầm, Suối Lại, Núi Béo, Thống Nhất, D−ơng Huy, Mông D−ơng, Khe Chàm II và Khe Chàm IV.

Bảng 2.1 Phân chia trữ l−ợng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc vỉa 1

Phân chia trữ l−ợng (1000 tấn) / Tỷ lệ (%)

10m Trên 10 m §Õn 25 0 25- 35 0 §Õn 25 0 25 0 - 35 0 §Õn 25 0 25 0 - 35 0 Céng

Phân tích mối t−ơng quan giữa tổ hợp chiều dày và góc dốc vỉa với tổng trữ l−ợng vỉa dày, độ dốc đến 35 0 trong phạm vi đánh giá, cho thấy:

- Tại các khu vực có chiều dày vỉa trên 10 mét, góc dốc đến 25 0 , trữ l−ợng chiếm 28,6%; phân bố ở Hà Lầm (101.492,4 ngàn tấn), Thống Nhất (25.288,4 ngàn tấn), Núi Béo (11.815,2 ngàn tấn) và Vàng Danh (933,5 ngàn tấn) Trong phạm vi

2 Tổng hợp từ các tài liệu tham khảo [8], [9], chiều dày này,

2 Tổng hợp từ các tài liệu tham khảo [8], [9], với góc dốc 25 35 0 trữ l−ợng chỉ chiếm 5,6% và tập trung lớn nhất ở Hà Lầm (18.676 ngàn tấn).

- Tại các khu vực vỉa dày từ 6 10 mét, góc dốc đến 25 0 , trữ l−ợng chiếm 22,6% tập trung ở Khe Chàm (49.538,7 ngàn tấn), Vàng Danh (42.065,4 ngàn tấn) với góc dốc 25 35 0 trữ l−ợng chỉ chiếm 7,4%, tập trung chủ yếu ở Vàng Danh (14.529,2 ngàn tấn), Than Thùng- Yên Tử (11.203,9 ngàn tấn).

- Tại các khu vực vỉa dày từ 3,5 6 mét, trữ lượng phân bố tương đối đồng đều trong cả hai miền góc dốc Giới hạn góc dốc đến 25 0 trữ l−ợng chiếm 17,5%, tập trung chủ yếu ở Hà Lầm (26.041,2 ngàn tấn), Vàng Danh (19.580,5 ngàn tấn), Khe Chàm (17.888,5 ngàn tấn) và Núi Béo (10.148,4 ngàn tấn); phạm vi góc dốc từ

25 35 0 , trữ l−ợng chiếm 18,4%, tập trung chủ yếu ở Than Thùng - Yên Tử (27.840,5 ngàn tấn), Vàng Danh (25.745,3 ngàn tấn) và Núi Béo (15.604,8 ngàn tấn).

Bảng 2.2 Tổng hợp trữ l−ợng vỉa dày, độ dốc đến 35 0 vùng Quảng Ninh 2

TT Tên khoáng sàng hoặc công ty

Tên vỉa than Mức đánh giá

Kết quả cho thấy có thể định l−ợng đối với các khu vực đánh giá tỷ mỉ và định hướng chung cho toàn bộ khu vực khoáng sàng vỉa dày dốc còn lại vùng Quảng Ninh Tổng trữ l−ợng địa chất các khu vực vỉa có chiều dày trung bình lớn hơn 3,5 mét, góc dốc đến 35 0 trong giới hạn đánh giá là 488.351 nghìn tấn, chiếm khoảng từ 43 51% tổng trữ l−ợng các khoáng sàng (xem bảng 2.1).

Qua bảng tổng hợp trữ l−ợng theo các phạm vi đánh giá tại các khoáng sàng than khai thác bằng ph−ơng pháp hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy: trữ l−ợng các khu vực vỉa dày dốc tập trung lớn nhất tại khoáng sàng Hà Lầm, chiếm 31,94% tổng trữ l−ợng của 10 khoáng sàng trong phạm vi đánh giá, tiếp đó là Vàng Danh, chiếm 21,98%, Khe Chàm II và Khe Chàm IV chiếm 13,81%, Than Thùng- Yên Tử chiếm 9,85%, Thống Nhất chiếm 8,16% Đây là các khu vực khoáng sàng cần −u tiên xem xét lựa chọn và đầu t− áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác.

2.1.2 Tổng hợp trữ lượng các vỉa than dày và dốc trên 45 o của bể than Quảng Ninh Đề tài đó tiến hành thu thập số liệu trữ l−ợng của 9 khu vực khoáng sàng, Công ty khai thác than hầm lò có vỉa dày và dốc trên 45 0 thuộc khoáng sàng Quảng Ninh với tổng trữ l−ợng địa chất 116.6 triệu tấn (xem bảng 2.3).

Bảng 2.3 Tổng hợp trữ l−ợng vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh 3

TT Tên khoáng sàng/Công ty Tên vỉa than Mức đánh giá Trữ l−ợng Tỷ lệ

1 Mạo Khê – Tràng Khê 6; 7; 8; 9; 9A; 9B; -150 LV 30.013,00 25,75

3 Than Thùng – Yên Tử 4; 5; 6; 6A; 7; 7 trụ, 8 -350 +290 36.535,50 31,34

4 Suối Lại – Hòn Gai 10(7); 11(8); 14(10) -150 LV 10.116,30 8,68

Qua bảng tổng hợp trữ l−ợng theo các phạm vi đánh giá tại các khoáng sàng than khai thác bằng ph−ơng pháp hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy: trữ l−ợng các khu vực vỉa dày dốc tập trung lớn nhất tại khoáng sàng Than Thùng - Yên Tử (chiếm 31,34%) và Mạo Khê - Tràng Khê (chiếm 25,75%) Tiếp đến là các khoáng sàng Vàng Danh (chiếm 11,49%), Hà Lầm (chiếm 9,74%); Hòn Gai - Suối Lại (chiếm 8,68%), Hà Ráng (chiếm 7,94%)… Đây là các khu vực khoáng sàng cần −u tiên xem xét lựa chọn và đầu t− áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác.

Các số liệu thu thập về chiều dày các vỉa dốc vùng Quảng Ninh nh− sau: tập trung lớn nhất là các vỉa có phạm vi chiều dày từ 3,5 6,0 mét chiếm 51,18% và vỉa dày từ 6,0

10,0 mét chiếm 32,2% tổng cân đối trữ l−ợng các vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh. Nhóm vỉa thuộc loại dày hơn 10 mét chiếm 16,8% tổng trữ l−ợng tập trung chủ yếu tại khoáng sàng Hà Lầm, Hòn Gai và Hà Ráng.

Các số liệu thu thập đ−ợc về góc dốc vỉa: trữ l−ợng các vỉa dốc tập trung chủ yếu tương đối đồng đều giữa phạm vi góc dốc 45 55 0 chiếm 48,37% và phạm vi góc dốc trên 55 90 o chiếm 51,63% tổng trữ l−ợng địa chất các vỉa dày, dốc trong cân đối đánh giá.

Bảng 2.4 Phân chia trữ l−ợng theo tổ hợp theo yếu tố chiều dày và góc dốc các vỉa dèc 4

Phân chia trữ l−ợng (1000 tấn) / Tỷ lệ (%)

Một trong các yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu quả khi áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hoá là kích th−ớc khoáng sàng Chiều dài theo ph−ơng và theo độ dốc của khoáng sàng ảnh hưởng lớn đến thời gian lắp đặt, vận hành, tháo dỡ và di chuyÓn đồng bộ thiết bị cơ giới hoá, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế khi áp dụng cơ giới hoá khai thác Kết quả thu thập số liệu cho thấy khu vực vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh phần lớn có chiều dài theo ph−ơng lớn hơn 800 mét chiếm tỷ lệ 55,7% giới hạn từ 300  800 mét và d−ới 300 mét chiếm tỷ lệ phần trăm tương ứng 39,11% và 5,2% so với tổng trữ lượng địa chất các vỉa dốc Theo h−ớng dốc, các khu vực chủ yếu có chiều dài lớn hơn 200 mét (chiếm 49,79%) chiều dài nhỏ hơn 100 mét chiếm 21,58% và 100 150 mét chiếm 19,61% Đây là một yếu tố tương đối thuận lợi để áp dụng các mô hình cơ giới hoá trong điều kiện vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh.

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VÀ CƠ HỘI ÁP DỤNG CÔNG NGHIỆP VỚI CÁC LOẠI GIÀN CHỐNG THUỶ LỰC DI ĐỘNG VÀO VÙNG THAN QUẢNG NINH

Qua việc tổng hợp trữ l−ợng theo phạm vi đánh giá tại các khoáng sàng than khai thác bằng ph−ơng pháp hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy tổng trữ l−ợng công nghiệp (theo khảo sát và quy hoạch khai thác đến thời điểm này) các khu vực vỉa dày có thể xem xét lựa chọn và đầu t− áp dụng giàn chống thuỷ lực di động và công nghệ cơ giới hoá khai thác là 573,8 triệu tấn (trong tổng số 605 triệu tấn).

Từ các số liệu trên có thể dự báo:

1) Các vỉa than dày từ 3,5 đến 6 mét và dốc dưới 35 o vùng Vàng Danh, Yên Tử, Hà Lầm, Núi Béo, Khe Chàm II và Khe Chàm IV có đủ điều kiện địa kỹ thuật để đ−a giàn chống thuỷ lực kiểu VINA-ALTA vào ứng dụng với trữ l−ợng công nghiệp khoảng 175,3 triệu tấn, t−ơng đ−ơng với 35,9% trữ l−ợng công nghiệp các vỉa dày dốc d−ới 35 o , công nghệ khấu than có hạ trần thu hồi than nãc;

2) Các vỉa than dày từ 6 đến 10 mét và dốc dưới 35 o vùng Vàng Danh, Yên Tử, Hà Lầm, Dương Huy, Khe Chàm II và Khe Chàm IV có đủ điều kiện địa kỹ thuật để đ−a giàn chống thuỷ lực kiểu VINA-ALTA có cải tiến (cửa thu hồi than dưới thấp dùng kèm 1 máng cào gương và 1 máng cào thu hồi để tăng khả năng thu hồi than) vào ứng dụng, công nghệ khai thác chia 2 lớp, khấu lớp trên trước, trải lưới sau đó khấu lớp dưới kết hợp hạ trần thu hồi than lớp giữa Tổng trữ l−ợng công nghiệp các vỉa này khoảng 146,3 triệu tấn, t−ơng đ−ơng với 29,9% trữ l−ợng công nghiệp các vỉa dày dốc d−ới 35 o ;

3) Các vỉa than vùng Vàng Danh, Hà Lầm, Núi Béo, Thống Nhất có chiều dày vỉa lớn hơn 10 mét, góc dốc vỉa không quá 35 o có đủ điều kiện địa kỹ thuật để đ−a giàn chống thuỷ lực vào ứng dụng với trữ l−ợng công nghiệp khoảng 166,8 triệu tấn, t−ơng đ−ơng với 34,2% trữ l−ợng công nghiệp các vỉa dày dốc dưới 35 o Tuy nhiên, phải kết hợp điều kiện địa chất và các thông số hình học của vỉa than để chọn ra đ−ợc sơ đồ công nghệ khai thác và giàn chống thuỷ lực là loại khác với các loại hiện đang sử dụng ở Việt Nam.

4) Các vỉa than dốc trên 45 o ở vùng Mạo Khê, Than Thùng - Yên Tử, Vàng Danh, Dương Huy, Hà Ráng có chiều dày vỉa từ 3,5 đến 6,0 mét có đủ điều kiện địa kỹ thuật để đ−a giàn chống thuỷ lực vào ứng dụng với trữ l−ợng công nghiệp khoảng 54,3 triệu tấn, t−ơng đ−ơng với 46,6% trữ l−ợng công nghiệp các vỉa dày dốc trên 45 o Tuy nhiên, phải kết hợp điều kiện địa chất và các thông số hình học của vỉa than để chọn ra đ−ợc sơ đồ công nghệ khai thác và giàn chống thuỷ lực hợp lý Có thể dùng giàn chống kiểu 2ANSH kết hợp máy bào than.

5) Các vỉa than vùng Mạo Khê, Than Thùng - Yên Tử, Vàng Danh có chiều dày vỉa lớn từ 6,0 đến 10,0 mét, góc dốc vỉa trên 55 o có thể đ−a giàn chống thuỷ lực vào ứng dụng với trữ l−ợng công nghiệp khoảng 31,1 triệu tấn, t−ơng đ−ơng với 26,7% trữ l−ợng công nghiệp các vỉa dày dốc trên 45 o Loại giàn chống thuỷ lực áp dụng là kiểu giàn KĐT1 với công nghệ khai thác phân tầng có hạ trần thu hồi than.

Chnong 3 UA CHQN SAN PPM CHE TAO THằ NGHIEM

3.1 SC7 DC THUY LI,J'C CUA GIAN CH NG ZZ3200/16-26

Hif llt ) 1 SCi do thu lirc ciia gién chong

Cum van diéu khién dting de diéu khien su tain vi(c ciia cac xy lanh thuy luc lap tre’n gian chong Mot cum van ciia gran chong ZZ3200/16-26 co 7 van diéu khién va 1 bo dan d|ch vao va ra khfii cac van Trong 7 van diéu khie’n thi co 6 van giong nhau va duoc lap ci giua, trén than van co khoau 02 lo thung khi lap to thanh dufing ong dan d| ch nhii hoa vao va ra khfii van Duy nhat co 01 van diéu khién ci ngoai cung thi khfing khoan lo thiing Cum van lap hoan chinh duoc trinh bay trong hinh 3.2.

Hinh 3.2 Cum van diéu khie'n ciia grin chong ZZ3200/16-26.

Kết quả khảo sát của đề tài đã đưa ra bức tranh tổng thể công nghệ và thiết bị chống giữ lò chợ trong ngành than của ta từ trước tới nay Số lò chợ được áp dụng giàn chống thuỷ lực rất ít, tất cả chỉ có 04 lò chợ (mỏ Khe Chàm có 1 lò chợ dùng ZZ3200/16-

26, Vàng Danh có 1 lò chợ dùng VINA-ALTA và 1 lò chợ dùng KĐT1, Mạo Khê 1 lò chợ dùng giàn 2ANSH) Đơn vị sử dụng nhiều, lâu nhất và có kinh nghiệm trong vận hành, sửa chữa giàn chống thuỷ lực cho đến nay là Công ty than Khe Chàm - TKV Do vậy, đề tài đã tập trung khảo sát thiết bị và tình hình sử dụng giàn chống ZZ3200/16-26 ở Công ty than Khe Chàm - TKV.

Kết quả khảo sát cho thấy trong dây chuyền đồng bộ cơ giới hoá thì giàn chống ZZ3200/16-26 hoạt động tốt nhất Sau khoảng 4 năm đưa vào sử dụng các kết cấu cơ khí của giàn chống vẫn còn tốt, ít bỏng hóc (ngoại trừ một vài trường hợp bị cong tấm chắn gương nhưng cũng không ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của giàn chống) Hỏng hóc xảy ra nhiều là ở các phần tử thuỷ lực Cụ thể như sau:

1) Một vài cột chống bị bong tróc lớp mạ bề mặt của cần Piston Đơn vị sử dụng đã thử nghiệm phục hồi bằng cách hớt bớt lớp bề mặt của cán Piston sau đó hàn đắp, gia công cơ, làm cứng bề mặt và mạ lại bề mặt.

2) Các chi tiết làm kín bị hỏng Trong quá trình bảo dưỡng đã được thay thế mới.

3) Ống dẫn dịch thuỷ lực bị hỏng Khối lượng hỏng hóc hệ thống ống dẫn đến nay cũng không nhiều.

4) Van điều khiển bị hỏng và đây là hỏng hóc xảy ra nhiều với số lượng lớn nhất. Nguyên nhân chủ yếu là các chi tiết bằng thép trong lõi van bị ăn mòn dẫn đến làm mất khả năng làm kín, quá trình sử dụng lâu cũng làm mòn hỏng bề mặt làm việc của thân van và cuối cùng là sự lão hoá các vòng làm kín bằng cao su và vòng chắn bụi Biện pháp khắc phục của nhà sử dụng là phải thay thế bằng cụm van mới nhập khẩu với giá nhập khẩu và vận chuyển đến mỏ của mỗi một cụm van lên trên 2000 USD/cụm.

Sau khi khảo sát, theo dõi quá trình sửa chữa và bảo dưỡng lần thứ nhất hệ thống khai thác lò chợ với giàn chống ZZ3200/16-26 (từ tháng 2 đến hết tháng 6 năm 2007) và được sự giúp đỡ, tư vấn của các cán bộ kỹ thuật của Công ty than Khe Chàm - TKV, đề tài đã lựa chọn sản phẩm để lập thiết chế tạo thử nghiệm là cụm van điều khiển Đây là cụm chi tiết phải thay thế nhiều trong quá trình áp dụng giàn chống ZZ3200/16-26 nhưng trong nước chưa sản xuất được, giá thành nhập khẩu cao và đơn vị sử dụng không ở thế chủ động.

Chương 4 LẬP THIẾT KẾ CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN CỦA GIÀN

Dựa vào mẫu cụm van điều khiển của giàn chống ZZ3200/16-26 mượn từ Công ty than Khe Chàm - TKV, đề tài đã tiến hành nghiên cứu cấu tạo, hoạt động và từ đó lập ra bản vẽ thiết kế toàn bộ cụm van.

Hình 4.1 Một số chi tiết lõi van. Đề tài đã phân tích vật liệu chế tạo 03 chi tiết (đã qua sử dụng) bằng thiết bị của phòng thí nghiệm Vật liệu tính năng kỹ thuật cao của Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV, kết quả phân tích trong bảng 4.1.

Bảng 4.1 Kết quả phân tích thành phần hoá học một số chi tiết lõi van. Đơn vị tính: %.

C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu

Ti V Al Nb Co Sn W Zr Fe

LỰA CHỌN SẢN PHẨM CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM

LỰA CHỌN SẢN PHẨM