Giáo trình công nghệ khai thác than hầm lò

Ngày đăng: 27022023, 19:00 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS NGUYỄN VĂN THẢN (CHỦ BIÊN) ThS HỒ TRUNG SỸ KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ QUẢNG NINH 2018 2 3 MỞ ĐẦU 1 Lịch sử khai thác than ở Việt Nam Khai thác than ở Việt. TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS NGUYỄN VĂN THẢN (CHỦ BIÊN) ThS HỒ TRUNG SỸ KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ QUẢNG NINH 2018 MỞ ĐẦU 1.Lịch sử khai thác than Việt Nam Khai thác than Việt Nam có từ lâu đời Trước người Pháp thăm dò khai thỏc thi người Việt Nam phát khai thác đồng thời cho người nước thuê khai thác Đầu kỷ 19 người dân vùng An Hải (Hải Phịng) tình cờ phát hịn đá đen bén lửa cháy rực Họ nhặt dùng bán cho xưởng rèn gọi hịn đá đen chình than đá Quan nhà Nguyễn biết việc dâng sớ xin vua Minh Mạng cho thuê nhân công lập công trường khai thác từ đó, khơng biết nhiều than trình khai thác mỏ than nên triều đình nhà Nguyễn cho người nước thuê khai thác Người Ngô Nguyên Thành ( người Mãn Thanh) vào năm 1878 với thời hạn khai thác 40 năm mỏ than Quảng Yên Sau người Trung Quốc, người Pháp, người Đức sang xin thuê khai thác Tháng năm 1883 Pháp đem quân từ Nam Kỳ đánh chiếm Bắc kỳ lần thứ chiếm toàn vùng mỏ Quảng Ninh Ngày 26 tháng năm 1884 Pháp buộc triều đình nhà Nguyễn bán khu mỏ Hịn Gai – Cẩm Phả với tổng diện tích khoảng 21.932 cho nhà tư sản Pháp với giá 100.000 đồng tiền Đơng Dương Sau mỏ than khác bị nhượng bán Cuối kỷ 19 loạt công ty Pháp thành lập quyền khai thác Sản lượng khai thác than ngày tăng nhanh, than khai thác chủ yếu xuất bán cho Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Malaysia cuối chuyển Pháp Sau đại chiến giới thứ Pháp đẩy mạnh khai thác than nước thuộc địa với gạo cao su, bên cạnh Cơng ty lớn tập đồn tư cịn có mỏ số tư lẻ như; Macgot, Etsperang Phìa tư sản Việt Nam có Bạch Thái Bưởi, Phạm Kim Bảng cộng tác với tư Pháp mở mỏ mở mỏ Lê Thị Tam (mỏ Jan Quảng Yên), Nguyễn Hữu Thu (mỏ Mùa xn ng Bí) Năm 1930 1933 giai đoạn khủng hoảng tư giới, sản lượng than giảm 68% so với sản lượng than năm 1929 Một số Cơng ty có quy mơ khai thác nhỏ lẻ phải hợp lại Năm 19401945 Đại chiến giới lần thứ hai nên nhiều nơi phải đình sản xuất như: mỏ Mạo Khê, Đông Triều, Vàng Danh, Đồng Đăng Năm 1944 mỏ Mông Dương thiếu điện bơm nước dẫn đến ngập mỏ phải ngừng lại Cơng ty SFCT trì sản xuất Hịn Gai Cẩm Phả Sau giải phóng miền Bắc giai đoạn khôi phục phát triển mỏ than ba năm đầu (19551957) Xí nghiệp than Hồng Gai sở tiếp quản tiến hành khôi phục mỏ Hà Tu, mỏ Hà Lầm, mỏ Đèo Nai mỏ Mạo Khê Công nhân số thợ lò cũ niên xung phong Cuối năm 1955 với giúp đỡ Liên Xô (cũ) ngành than nhận viện trợ số ôtô, máy xúc Kết sau năm khôi phục sản xuất khoảng 2.795.000 than Cuối năm 1950 đầu năm 1960 loạt Công ty than quốc doanh thành lập, số xí nghiệp nhỏ lẻ nâng cấp trở thành Công ty than Năm 1965 sản lượng than khai thác tăng lên khoảng 4.231.100 than Những năm chiến tranh phá hoại đế quốc Mỹ sản xuất than bị giảm sút, đến năm 1968 sản xuất khoảng 2.291.400 than Ngày 2711973, hiệp định Pari Việt Nam kí kết, ngành than khôi phục lại cũ Năm 1987 sản xuất than đạt khoảng 6.428.900 than tiêu thụ khoảng 5.785.300 Năm 1989 thời gian sa sút ngành khai thác than giai đoạn thời gian độ chuyển qua kinh tế thị trường Nhu cầu tiêu dùng than nước giảm với tình hình khai thác kinh doanh than trái phép Giai đoạn thời kỡ Liên Xô tan rã, giúp đỡ Liên Xô khơng cịn Năm1991 sản xuất than khoảng 4,3 triệu Đến năm 1993 ngành than bắt đầu phục hồi, nhu cầu tiêu thụ than nước bắt đầu tăng lên kể than xuất Tháng 12 năm 1994 thành lập Tổng công ty than Việt Nam thay đổi mạnh mẽ chế quản lý, than đạt sản lượng khoảng 10,8 triệu than xuất gần triệu than Than Việt Nam xuất sang nước như: Bỉ, Hà Lan, Pháp, Hàn Quốc, Nhật Bản, Braxin, Cuba Tình hình định hƣớng phát triển ngành than Việt Nam 2.1 Quan điểm phát triển a) Phát triển ngành than sở khai thác, chế biến, sử dụng có hiệu tiết kiệm nguồn tài nguyên than nước; đóng góp tìch cực vào việc bảo đảm an ninh lượng quốc gia đáp ứng tối đa nhu cầu than phục vụ nghiệp phát triển kinh tế xã hội đất nước; bảo đảm việc xuất, nhập hợp lý theo hướng giảm dần xuất thông qua biện pháp quản lý kế hoạch biện pháp điều tiết khác phù hợp với chế thị trường có quản lý Nhà nước cam kết quốc tế Việt Nam b) Phát triển ngành than bền vững, hiệu theo hướng đồng bộ, phù hợp với phát triển chung ngành kinh tế khác Phát huy cao độ nội lực (vốn, khả thiết kế, chế tạo thiết bị nước v.v…) kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, trước hết lĩnh vực nghiên cứu, triển khai, ứng dụng công nghệ tiến thăm dò, khai thác, chế biến sử dụng than; đầu tư thoả đáng cho công tác bảo vệ môi trường, an toàn lao động, quản trị tài nguyên, quản trị rủi ro khai thác than c) Đẩy mạnh hoạt động điều tra, thăm dò, đánh giá trữ lượng than nhằm chuẩn bị sở tài nguyên vững cho phát triển ổn định, lâu dài ngành; kết hợp đẩy mạnh hoạt động đầu tư nước ngồi lĩnh vực thăm dị, khai thác để bổ sung nguồn than cho nhu cầu nước d) Sớm hính thành thị trường than cạnh tranh, hội nhập với khu vực giới, đa dạng hoá phương thức đầu tư kinh doanh ngành than đ) Phát triển ngành than gắn liền với bảo vệ, cải thiện mơi trường, cảnh quan vùng than; đóng góp tìch cực vào nghiệp phát triển kinh tế xã hội củng cố an ninh, quốc phòng địa bàn, đặc biệt vùng than Quảng Ninh, đảm bảo an toàn sản xuất 2.2 Chiến lược phát triển Phát triển ngành than Việt Nam trở thành ngành công nghiệp phát triển, có sức cạnh tranh cao, có trính độ công nghệ tiên tiến so với khu vực tất khâu thăm dò, khai thác, sàng tuyển, chế biến, sử dụng than, đủ khả đáp ứng nhu cầu nước bảo đảm an ninh lượng quốc gia 2.3 Mục tiêu phát triển a) Về thăm dò than: Phấn đấu đến năm 2010 thăm dò, đánh giá xong phần tài nguyên nằm mức 300m bể than Đơng Bắc, thăm dị tỷ mỉ phần tài nguyên bể than đồng sơng Hồng; đến năm 2015 thăm dị, đánh giá xong phần tài nguyên bể than đồng sông Hồng Đẩy mạnh cơng tác thăm dị gia tăng trữ lượng than xác minh nâng cấp trữ lượng có để bảo đảm đủ trữ lượng than tin cậy huy động vào khai thác giai đoạn 2008 2025 b) Về khai thác than: Bể than Đông Bắc mỏ than khác (ngoài bể than đồng sông Hồng) phấn đấu đạt sản lượng than khoảng 48 50 triệu vào năm 2010; 60 65 triệu vào năm 2015; 70 75 triệu vào năm 2020 80 triệu vào năm 2025 Bể than đồng sông Hồng giai đoạn đến năm 2010, đầu tư thử nghiệm số dự án với công nghệ khai thác truyền thống phương pháp hầm lị cơng nghệ khì hố than, than hoá lỏng để làm cho việc đầu tư phát triển sau năm 2010 c) Về sàng tuyển chế biến than: Phấn đấu đến năm 2015 phát triển chế biến than theo hướng đa dạng hóa sản phẩm (nhiên liệu đốt trực tiếp, than dùng cho luyện kim, khì hóa than, nhiên liệu lỏng từ than, ngun liệu cho cơng nghiệp hố chất v.v…) d) Về bảo vệ môi trường: Phấn đấu đến năm 2010 ngăn chặn việc gây ô nhiễm môi trường ô nhiễm nguồn nước; đến năm 2015 cải thiện tiêu chình mơi trường khu vực nhạy cảm (đô thị, khu dân cư, điểm du lịch v.v…), mỏ phải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường; đến năm 2020 đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn mơi trường tồn địa bàn vùng mỏ đ) Về thị trường than: Chuyển mạnh hoạt động ngành than theo chế thị trường hội nhập với thị trường khu vực quốc tế có điều tiết Nhà nước 2.4 Định hướng phát triển a) Về cơng tác thăm dị, khai thác than nước: Tiếp tục đẩy mạnh việc đổi cơng nghệ cơng tác thăm dị, khai thác với phương châm tập trung, đồng Đẩy mạnh công tác thăm dò gia tăng trữ lượng than xác minh nâng cấp trữ lượng than có; than khu vực thềm lục địa cần sử dụng triệt để tài liệu địa chất trình tìm kiếm, thăm dị dầu khì để tổng hợp, đánh giá sơ tiềm than lập kế hoạch cho bước Việc cấp phép thăm dò, tổ chức khai thác theo quy định Luật Khoáng sản Thực cơng tác đầu tư cho thăm dị, khai thác, chế biến kinh doanh than theo quy hoạch Chấm dứt tính trạng khai thác, chế biến, kinh doanh than trái pháp luật Khuyến khìch địa phương có điểm than trữ lượng nhỏ đầu tư thăm dò, khai thác để phục vụ cho nhu cầu chỗ; trọng cơng tác thăm dị, khai thác than bùn để làm nhiên liệu phân bón b) Về cơng tác thăm dị, khai thác than nước ngồi; Tăng cường đầu tư cho cơng tác thăm dị, khai thác than nước ngồi; lựa chọn khu vực có tiềm trữ lượng điều kiện khai thác thuận lợi nước bạn Lào, Campuchia, châu Phi v.v… để thăm dò, khai thác nhập than Việt Nam xây dựng chỗ tổ hợp Than Điện, Than Xi măng v.v theo hính thức tự đầu tư hợp tác đầu tư với cơng ty địa phương, cơng ty nước ngồi khác phù hợp với quy định nước sở c) Về công nghệ khai thác than Khai thác than phương pháp hầm lò: Quy hoạch, thiết kế xây dựng mới, cải tạo mở rộng mỏ có theo hướng tập trung, công suất lớn với dây chuyền cơng nghệ đồng đại; tối ưu hóa sản lượng để đảm bảo khai thác ổn định lâu dài Sử dụng loại vật liệu mới, ví chống thuỷ lực thay cho ví chống gỗ kim loại; ví neo, ví neo kết hợp phun bê tơng, bê tông phun v.v để chống giữ bảo vệ đường lò điều kiện địa chất mỏ cho phép Tiếp tục hồn thiện quy trính cơng nghệ khai thác giới hóa vỉa dốc thoải Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ thìch hợp để nâng cao hiệu khai thác vỉa dày dốc nghiêng dốc đứng; nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác hợp lý phần trữ lượng than mức 300 m bể than Quảng Ninh, bể than đồng sông Hồng Khai thác than phương pháp lộ thiên: Phát triển mở rộng mỏ lộ thiên có theo hướng nâng cao hệ số bóc giới hạn; nâng cao tối đa lực khai thác phù hợp với quy hoạch đổ thải, vận tải, thoát nước bảo vệ cảnh quan môi trường Đổi đồng đại hóa thiết bị dây chuyền khai thác theo hướng đưa vào sử dụng thiết bị động có cơng suất lớn, phù hợp với điều kiện quy mô mỏ Tối ưu hóa tiêu thơng số kỹ thuật hệ thống khai thác áp dụng; nghiên cứu ứng dụng hệ thống khai thác chia lớp đứng, công nghệ khai thác chọn lọc khai thác vỉa mỏng; công nghệ đổ thải bãi thải tạm bãi thải Đối với công nghệ cần phải áp dụng giải pháp kỹ thuật quản lý tiến để giảm thiểu tỷ lệ tổn thất khai thác, giảm tiêu hao lượng d) Về sàng tuyển chế biến than; Đầu tư đổi công nghệ để nâng cao hiệu nhà máy tuyển có; xây dựng thêm nhà máy tuyển với công nghệ đáp ứng tối đa ổn định cho nhu cầu thị trường nước, nâng cao giá trị sử dụng tài nguyên than tăng cường bảo vệ môi trường Đẩy mạnh nghiên cứu, ứng dụng công nghệ chế biến than, bao gồm: chế biến than dùng cho luyện kim, khì hố than, than hóa dầu v.v… nhằm đa dạng hố sản phẩm từ than đ) Về phát triển sở hạ tầng phục vụ ngành than: Thực việc phân luồng vận chuyển than theo khu vực thông qua việc gắn mỏ, vùng than với hộ tiêu thụ lớn khu vực phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, quy hoạch phát triển đô thị phát triển sở hạ tầng khu vực có hoạt động khai thác than Phát huy tối đa lực hệ thống vận tải có; tăng cường hính thức vận tải đường sắt, băng tải liên hợp ôtô băng tải; giảm tối đa hính thức vận tải ơtơ để giảm thiểu ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh Cải tạo, xây dựng cụm cảng tập trung có quy mơ, cơng suất lớn có thiết bị rót bước xoá bỏ dần bến rót than có quy mơ nhỏ lẻ, cơng nghệ lạc hậu; mở rộng bến cảng, nạo vét luồng lạch để tăng cường khả rót than cảng chình e) Về cơng tác an tồn bảo vệ mơi trường; Tăng cường công tác tuyên truyền, giáo dục phổ biến kiến thức an toàn lao động bảo vệ môi trường đến cán bộ, công nhân viên Tranh thủ nguồn vốn trong, nước, tổ chức quốc tế, nguồn vốn tài trợ khác dành cho mơi trường; kết hợp với chình quyền địa phương nhanh chóng khắc phục tồn nhiễm mơi trường khai thác than nhiều năm để lại, đặc biệt môi trường, cảnh quan vịnh Hạ Long Xây dựng kế hoạch lộ trính dài hạn với giải pháp đồng nhằm khắc phục bước giải tốt vấn đề môi trường hoạt động khai thác than, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường Việt Nam, khu vực giới; Kiểm sốt chặt chẽ q trính thực quy trính, tiêu chuẩn kỹ thuật an tồn mơi trường thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến sử dụng than Trong trính triển khai dự án cụ thể, chủ đầu tư phải lập báo cáo đánh giá tác động mơi trường, trính duyệt theo quy định hành Chú trọng đầu tư trang thiết bị công nghệ đại, mức độ tự động hóa cao nhằm đề phòng loại trừ cố mỏ Hiện đại hóa quân hóa Trung tâm cấp cứu mỏ chuyên nghiệp, trang bị đầy đủ trang thiết bị cấp cứu cá nhân cho công nhân, đặc biệt cơng nhân hầm lị để hạn chế đến mức thấp tai nạn lao động g) Về sử dụng than: Khuyến khìch đầu tư hợp tác quốc tế lĩnh vực nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiên tiến chế biến sử dụng than nhằm nâng cao giá trị sử dụng than, tiết kiệm tài nguyên bảo vệ môi trường, như: công nghệ sử dụng than sạch, huyền phù than nước, chế biến than dùng cho luyện kim, cơng nghệ khì hóa than, than hóa dầu v.v Ưu tiên phát triển dự án có cơng nghệ sử dụng than tiết kiệm, hiệu quả; dự án sử dụng than cục, cám chất lượng cao than có chất lượng thấp h) Về giá than; Giá than cần xác định phù hợp với chế thị trường để hội nhập với thị trường khu vực giới; Nhà nước điều tiết giá than thông qua chình sách thuế cơng cụ quản lý khác 2.5 Một số giải pháp thực Chiến lược a) Về tổ chức: Ban hành mới, sửa đổi, bổ sung, hoàn chỉnh văn quy phạm pháp luật hành để tạo hành lang pháp lý thuận lợi cho quản lý, khai thác, chế biến, kinh doanh than phát triển ngành than theo chế thị trường có quản lý Nhà nước Tiếp tục đẩy mạnh cổ phần hố cơng ty sản xuất than, tiến tới hính thành thị trường than theo hướng đa dạng hóa sở hữu phương thức sản xuất, kinh doanh than b) Về tài chình: Đẩy mạnh việc huy động vốn từ thành phần kinh tế ngồi nước thơng qua hính thức hợp tác, liên doanh, liên kết, cổ phần hoá doanh nghiệp v.v… Khuyến khìch doanh nghiệp ngành than huy động vốn thơng qua thị trường chứng khốn (phát hành trái phiếu, cổ phiếu, trái phiếu quốc tế), vay thương mại để đầu tư phát triển dự án ngành than Bố trì vốn ngân sách nguồn vốn ưu đãi khác cho cơng tác điều tra, tím kiếm nguồn tài nguyên than lập Quy hoạch phát triển ngành than Nhà nước hỗ trợ phần kinh phì từ ngân sách nhà nước cho chương trính nghiên cứu có hiệu quả, trường đào tạo nghề ngành để phát triển nguồn nhân lực cho ngành than; hỗ trợ doanh nghiệp ngành than vay vốn tìn dụng nhà nước, vốn ODA, vốn Quỹ Bảo vệ môi trường Việt Nam huy động nguồn vốn khác để thực dự án xử lý môi trường c) Về đầu tư: Đẩy nhanh tiến độ đầu tư cơng trính mỏ than thơng qua việc đa dạng hố hình thức đầu tư để phát huy tối đa nguồn lực, nâng cao hiệu đầu tư Tiếp tục hồn thiện sách thu hút đầu tư nước ngồi vào thăm dị, khai thác bể than đồng sông Hồng khu vực 300 m bể than Quảng Ninh Khuyến khìch mở rộng đầu tư phát triển dự án thăm dò, khai thác than nước d) Giải pháp phát triển nguồn nhân lực: Tập trung đào tạo, nâng cao trính độ đội ngũ cán bộ, cơng nhân kỹ thuật có; đào tạo bổ sung cho khâu thiếu, yếu; xây dựng lực lượng cán bộ, công nhân ngành than mạnh chất lượng để làm chủ cơng nghệ, thiết bị tiên tiến Phát triển khối trường chuyên ngành than, phấn đấu xây dựng trường đạt tiêu chuẩn quốc tế Bố trì liên thơng bậc học: đại học, cao đẳng, trung học công nhân kỹ thuật; xây dựng chương trính chuẩn thống ngành than đào tạo lĩnh vực chuyên sâu Lựa chọn kỹ sư giỏi có triển vọng đưa nước ngồi đào tạo nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển ngành than Ban hành chình sách ưu đãi, khuyến khìch thu hút lao động có chun mơn kỹ thuật cao vào làm việc ngành than đ) Giải pháp khoa học công nghệ: Phát huy nội lực kết hợp với mở rộng hợp tác quốc tế nghiên cứu khoa học, ứng dụng công nghệ tiên tiến thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến sử dụng than; nghiên cứu, tiếp thu chuyển giao công nghệ tiên tiến giới để không ngừng nâng cao công tác an toàn, giảm tổn thất than giảm thiểu ô nhiễm môi trường Đẩy mạnh phát triển ứng dụng công nghệ thông tin quản trị tài nguyên than, quản trị môi trường, quản lý kỹ thuật an toàn điều hành sản xuất theo hướng đại Ứng dụng cơng nghệ điều khiển tự động hóa số dây chuyền cơng nghệ, cơng tác kiểm sốt an tồn mơi trường mỏ Tập trung nghiên cứu giải pháp công nghệ hợp lý để khai thác có hiệu vỉa, vùng than có điều kiện địa chất phức tạp; nghiên cứu giải pháp ổn định bờ mỏ, giải pháp tổng thể quy hoạch đổ thải, vận tải, thoát nước cho mỏ lộ thiên, giải pháp nâng cao cơng tác an tồn cho mỏ hầm lò; triển khai nghiên cứu ứng dụng công nghệ than sạch, công nghệ sử dụng than cục, cám chất lượng cao than chất lượng thấp Trích “Chiến lược phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2015 định hướng đến năm 2025 Thủ tướng Chính phủ số 892008QĐTTg” Giáo trình KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ biên soạn dựa đề cương chi tiết học phần thông qua môn KHAI THÁC HẦM LỊ Trường Đại học Cơng Nghiệp Quảng Ninh duyệt bao gồm chương sau Chương KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT TRẮC ĐỊA MỎ Chương ĐÀO CHỐNG CÁC HẦM LÒ Chương CHUẨN BỊ VÀ MỞ VỈA RUỘNG THAN Chương HỆ THỐNG KHAI THÁC RUỘNG THAN Chương QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ KHAI THÁC TRONG LỊ CHỢ Chương THƠNG GIĨ THỐT NƯỚC MỎ HẦM LÒ Cuốn sách tài liều học tập giảng dạy cho sinh viên ngoại ngành đồng thời tài liệu tham khảo cho sinh viên số chuyên ngành khai thác mỏ Kết cấu chương học phần chuyên ngành tóm tắt chắt lọc cô đọng để sinh viên biết hiểu khái quát kỹ thuật khai thác mỏ hầm lò Trong trình biên soạn, tham khảo tài liệu, in ấn viết giáo trình khơng thể tránh khỏi khiếm khuyết mong bạn đọc đồng nghiệp có đóng góp q báu để giáo trình KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ HẦM LỊ hồn thiện Trân trọng cảm ơn quý bạn đọc NHÓM TÁC GIẢ CHƢƠNG KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT VÀ TRẮC ĐỊA MỎ 1.1 KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT MỎ 1.1.1 Trái đất 1.1.1.1 Hình dạng, kích thước trái đất Trong thời cổ đại: theo trường phái Pitago cho rằng: đất có dạng vật chất hồn hảo nên hình dạng hình dạng hồn hảo hình cầu Chính Arixtơt (thế kỉ thứ IV trước Công nguyên) lần đưa chứng khoa học hình cầu Trái đất ông quan sát tượng nguyệt thực Thế đến kỉ XVII từ sau chuyến biển vòng quanh giới (1619 1621) Magellan người ta thật tin Trái đất có dạng hình cầu Thế kỉ XVII phát hình dạng Trái đất khơng phải hình cầu hồn hảo mà khối cầu dẹt hai cực (Ellip soid) chứng minh qua thí nghiệm Richer (1672), xích đạo đồng hồ quay chậm Pari ngày 228 bán kính xìch đạo lớn Kết luận: khối cầu Trái đất khơng phải khối cầu hồn hảo mà khối cầu dẹt hai cực (Ellíp soid) Thế kỉ thứ XIX Subent (Nga) phát hình Ellip Trái đất khơng dẹt hai cực mà cịn dẹt xìch đạo Độ dẹt xìch đạo nhỏ khoảng 130.000 đường kính Trái đất Từ trái đất cú hình bầu dục trịn xoay (ellipsoid) Bán kính xìch đạo lớn bán kính hai cực Số liệu tin cậy nhà trắc địa học F.N Kraxopxki (Nga) tím với nhà khoa học nước xác định nhiều lần Các số liệu đo tình chình xác kìch thước Trái đất cơng bố năm 1942 là: Hình 1.1 Hình dạng kích thước trái đất Bán kình xìch đạo a = 6.378,160 km Bán kính cực b = 6.356,777 km Độ dẹt cực: (a b) a = 1 298 hay 21,36 km Độ dẹt xìch đạo: 1 30.000 hay 213 m Chiều dài đường xìch đạo (chu vi): 40.075,7 km Chiều dài vịng kinh tuyến: 40.008,5 km Diện tích bề mặt Trái đất: 510.100.634 km2 Thể tích: 1083.316.780.000 km3 1.1.1.2 Cấu tạo trái đất a)Cấu tạo bên Nghiên cứu thay đổi sóng địa chấn lan truyền lòng trái đất người ta biết Trái đất có cấu trúc gồm nhiều lớp Lớp vỏ trái đất: Vỏ Trái đất lớp vỏ mỏng bao bọc bên ngồi Trái đất có độ dày dao động từ 5km (ở đại dương) đến 70km (ở lục địa) Thành phần vật chất lớp vỏ trái đất chủ yếu gồm hyđrơ, silíc, nhơm, sắt, canxi, natri Lớp vỏ trái đất có cấu tạo khơng đồng có hai kiểu là: Kiểu vỏ lục địa: có cấu tạo gồm ba tầng tầng trầm tích, granít bazan Kiểu vỏ đại dương: có cấu tạo hai tầng tầng trầm tích bazan, tầng trầm tích mỏng Ngồi cịn có kiểu vỏ chuyển tiếp thường quan sát thấy khu biển rời lục địa biển nội địa Vỏ trái đất chiếm khoảng 15% thể tích khoảng 1% trọng lượng trái đất có vai trị quan trọng thiên nhiên đời sống người Lớp manti: Dưới vỏ Trái đất độ sâu 2900km lớp manti (còn gọi bao manti) Lớp gồm hai tầng Càng vào sâu, nhiệt độ áp suất lớn nên trạng thái vật chất bao manti có thay đổi quánh dẻo tầng rắn tầng Vỏ Trái đất phần lớp manti (đến độ sâu 1000km) vật chất trạng thái cứng người ta thường gộp vào gọi chung thạch Thạch di chuyển lớp mềm bao manti mảng mặt nước Nhân Trái đất: Nhân Trái đất lớp dày khoảng 3.470km Ở nhiệt độ áp suất lớn so với lớp khác, từ 2.900 km đến 5.100km nhân ngoài, nhiệt độ khoảng 5.0000 C, áp suất từ 1,3 đến 3,5 triệu atmotphe, vật chất tồn trạng thái lỏng Từ 5100 km đến 6370 km nhân trong, áp suất từ 1,3 đến 3,5 triệu atmotphe vật chất trạng thái rắn Thành phần vật chất chủ yếu nhân Trái đất kim loại nặng niken (Ni), sắt (Fe) nên gọi nhân NiFe Hình 1.2 Cấu tạo bên trái đất b) Cấu tạo bên trái đất Cấu tạo bên trái đất phân chia sau Khí quyển: lớp khơng khí bao bọc bên ngồi trái đất, thể tích khí lớn nhiều lần thể tích trái đất , lớp khí dày khoảng 1000km từ độ cao 5km trở lên khơng khí ngày lỗng Thành phần khí khơng khí Thuỷ quyển: Là kho chứa nước vô tận trái đất 10 bao gồm biển đại dương, nước lục địa, băng tuyết Sinh lớp sinh vật sống, bao bọc vỏ trái đất, sinh bao gồm mặt đất, nước phần khí Hình 1.3 Cấu tạo vỏ trái đất 1.1.2 Hiện tƣợng kiến tạo 1.1.2.1 Khái niệm Chuyển động kiến tạo chuyển động học vỏ trái đất tác dụng nội lực kiến tạo nguồn lực học phát sinh từ lòng đất Nguồn gốc lực kiến tạo thực phức tạp chúng bao gồm nhiều nguồn gốc khác nhau: Lực kiến tạo sinh lực quay xung quanh trục trái đất Lực kiến tạo phát sinh từ vận động vật chất bên trái đất Lực kiến tạo sinh va chạm mảng (các khối) vỏ trái đất (theo quan điểm thuyết kiến tạo mảng vỏ trái đất bị đứt gãy chia cắt thành nhiều mảng (khối) khác Lực kiến tạo gây nên tập trung giải phóng ứng suất trái đất mặt đất, số nguồn gốc nêu lực kiến tạo chủ yếu làm biến đổi mạnh mẽ vỏ trái đất lực phát sinh từ vận động vật chất nằm mềm Các nhà khoa học thừa nhận tồn mềm, ý nghĩa to lớn hoạt động kiến tạo vỏ trái đất Vỏ trái đất (thạch quyển) nằm trôi trượt mềm vỡ lực phát sinh từ mềm tác động trực tiếp mạnh mẽ tới vỏ trái đất làm vỏ trái đất bị biến dạng mạnh mẽ (biến dạng dẻo biến dạng dòn – biến dạng phá huỷ) Sự chuyển động vỏ trái đất nguyên nhân trực tiếp dẫn tới kết như: Hình thành lờn châu lục, quần đảo đại dương Làm hay xuất đảo Làm cho nhiều vùng, miền trái đất bị hạ thấp hay nâng cao dần (ví dụ: đất nước Hà Lan có phần lãnh thổ bị thấp dần ngập chìm nước biển với tốc độ vài mmnăm) Hình thành lên hệ thống sông lớn giới (do đứt gãy kiến tạo gây lên) Hình thành lên dãy núi cao hàng nghìn mét, lục địa đáy đai dương Đặc biệt chuyển động kiến tạo làm tách dần đáy đại dương để hình thành lên sống núi đại dương (Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Đại Tây Dương) với tổng chiều dài ≈ 65.000Km, rộng hàng trăm, hàng nghìn Km (≈ 4000 Km) Làm tăng diện tích Đại Tây Dương, lại thu hẹp dần diện tích Thái Bình Dương Làm lớp đá bị uốn cong để tạo lên nếp uốn kiến tạo Gây lên động đất, sóng thần, núi lửa a) Chuyển động theo phương thẳng đứng Chuyển động gọi chuyển động Thăng Trầm Đây dạng chuyển động nâng lên, hạ xuống theo phương thẳng đứng vỏ trái đất Nó thường xảy khu vực rộng 11 lớn hàng triệu Km2, song xảy diện tích vài ngàn hay vài trăm Km2 Tốc độ chuyển động nhỏ, đạt vài mmnăm đạt tới cmnăm Chuyển động thăng trầm nguyên nhân hình thành lên châu lục, quần đảo đại dương gọi chuyển động tạo lục Những biểu chuyển động thăng trầm ghi nhận nhiều nơi giới Ví dụ: Ngồi Vịnh Hạ Long, vách núi đá vôi thấy rừ ngấn nước biển cổ, vết lằn sâu vào vách đá sóng vỗ tạo lên Do chuyển động nâng lên khu vực biển Hạ Long làm ngấn nước biển cổ nằm cao mực nước biển ≈ 2m Năm 1749 người ta phát thành phố nhỏ Vịnh Napolis (thuộc Italya) bị ngập nước biển Thành phố xây dựng từ năm 105 TCN, vỏ trái đất khu vực bị lấn chìm làm thành phố phải ngập nước biển Hiện phần lãnh thổ đất nước Hà Lan bị chìm dần với tốc độ vài mmnăm Do phần lãnh thổ nằm thấp mực nước biển khoảng vài mét Vì người ta phải xây dựng đê biển cao tới 15m để đảm bảo an toàn cho người dân b) Chuyển động theo phương nằm ngang Đây dạng chuyển động thứ hai vỏ trái đất Không nhà khoa học địa chất phủ nhận vai trò to lớn dạng chuyển động trình làm biến dạng vỏ trái đất nguyên nhân làm vỏ trái đất bị căng dần, nứt vỡ dồn lên uốn nếp Kết hình thành lên dãy núi uốn nếp dài hàng ngàn Km (dãy Hymalaia, dãy Trường Sơn…) tạo lên hệ thống đứt gãy (phay) kiến tạo cú quy mô khác phân bố khắp vỏ trái đất Chính dạng chuyển động nằm ngang theo phương tiếp tuyến với trái đất gọi chuyển động tạo sơn hay chuyển động tạo nếp uốn đứt gãy Theo học thuyết kiến tạo mảng, chuyển động nằm ngang giữ vai trò chủ đạo làm biến dạng vỏ trái đất Các đứt gãy làm vỏ trái đất nứt vỡ thành nhiều mảng chuyển động ngang, mảng xô húc vào nhau, tách rời nhau… Trong thực tế tự nhiên, biểu chuyển động theo phương ngang nhà khoa học ghi nhận, xác định cách xác khoa học thuyết phục Ví dụ: Khoảng cách đài thiên văn Greenwich (Anh) Oasinton (Hoa Kỳ) vòng 13 năm rút ngắn lại 0.7m chuyển dịch ngang phía hai quốc gia hai châu lục Kết đo đạc từ vệ tinh nhân tạo cho thấy nước Anh so với đồ cũ vẽ dịch chuyển phía bờ biển châu Âu 190m 1.1.2.2 Chuyển động nếp uốn a) Khái niệm Hiện tượng lớp đá tác dụng lực kiến tạo bị uốn cong thành nếp uốn chúng không bị đứt rời mà giữ nguyên tính liền khối, nếp uốn gọi nếp uốn kiến tạo Chuyển động thẳng đứng hay nằm ngang vỏ trái đất tạo nên nếp uốn, song chuyển động thẳng đứng thường tạo nên lớp có hình dạng đơn giản, với quy mô lớn, chuyển động nằm ngang thường tạo nên nếp uốn phức tạp b)Đặc điểm nếp uốn địa chất Một nếp uốn địa chất bao gồm yếu tố sau: Vòm nếp uốn: Là phần uốn cong lớp đá Góc nếp uốn: Là góc tạo phần kéo dài hai cánh Cánh nếp uốn: Là phần (lớp đá) nằm vịm hai phía Mặt trục (P): Là mặt giả thiết phân chia dọc nếp uốn làm hai phần (mặt trục mặt phân giác góc nếp uốn) Nhân nếp uốn: phần trung tâm nếp uốn Đường lề: Là đường giao tuyến mặt trục với vòm nếp uốn Đường trục dài (d): Là đường giao tuyến mặt trục với mặt phẳng nằm ngang 12 Trục ngắn (chiều rộng) R:là khoảng cách hai đỉnh điểm hai nếp uốn nằm kề hai phía Đỉnh điểm nếp uốn: Là điểm bị uốn cong cực đại nếp uốn Hình 1.4 Nếp uốn địa chất c) Phân loại nếp uốn địa chất Dựa vào vị trí khơng gian vịm nếp uốn tuổi đá phần nhân hai cánh nếp uốn phân hai loại nếp uốn sau: + Nếp lồi gọi (bối tà; sơn tụ): Là nếp uốn có đỉnh vịm hướng lên phía (đỉnh vịm nằm cao hai cánh), đá phần nhân già hai cánh (tuổi giảm dần trung tâm hai cánh) + Nếp lõm gọi (hướng tà, động tụ): Là nếp uốn có đỉnh vịm quay (hướng) xuống phìa (đỉnh vịm nằm thấp hai cánh), có đá phần trung tâm (nhân) trẻ hai cánh Nghĩa tuổi đá tăng dần (già dần) từ trung tâm phía hai cánh Hình 1.5 Các loại nếp uốn 13 d) Ảnh hưởng nếp uốn tới công tác khai thác Gây tượng lặp lại vỉa vỉa, lực liên kết lớp đá bền vững xuất khe nứt ép nén hai mặt phân lớp Tại vòm nếp uốn xuất nhiều khe nứt kiến tạo làm giảm độ vững bền học đá đường lò đào qua để xảy xập lở 1.1.2.3 Chuyển động phay phá, đứt gãy Biến dạng phá hủy thể hai dạng: Dạng khe nứt dạng đứt gãy chúng có điểm khác biệt chất a) Khe nửt kiến tạo Khe nứt kiến tạo phát sinh nứt vỡ đá vỏ trái đất thành khối riêng biệt, tách rời, tác dụng lực kiến tạo Song khối không bị dịch chuyển tương đối so với Trong tự nhiên khơng tồn khe nứt có nguồn gốc kiến tạo mà nhiều loại nguồn gốc khác như: Khe nứt nguyên sinh hình thành trình thành tạo đá (khe nứt sinh đông nguội đá mácma, hay co ngót, nước, giảm thể tìch giai đoạn thành đá đá trầm tích) b) Đứt gãy, phay phá địa chất b1) Khái niệm: Đứt gãy dạng cấu tạo địa chất, sinh nứt vỡ đá vỏ trái đất thành khối riêng biệt tách rời tác dụng lực kiến tạo khối có dịch chuyển tương đối so với Hình 1.6 Hiện tượng phay phá, đứt gãy Như ta thấy đứt gãy thực chất khe nứt kiến tạo có dịch chuyển khối nứt Ngồi đứt gãy có đặc điểm mà khe nứt khơng có, quy mơ, có đứt gãy kéo dài hàng vạn km, rộng hàng ngàn mét, sâu hàng trăm km…Đứt gãy có ý nghĩa quan trọng khơng lĩnh vực địa chất mà lĩnh vực địa mạo hình thành địa hình trái đất Khi nghiên cứu đứt gãy người ta cần nghiên cứu nhiều nội dung khác nhau, việc nghiên cứu yếu tố đứt gãy nội dung quan trọng với đứt gãy cần xác định yếu tố như: Cánh nâng, cánh hạ, mặt trượt, đường đứt gãy cự lý dịch chuyển ABCD mặt trượt, AB; CD đường đứt gãy, Đoạn AD cự ly dịch chuyển thực, Đoạn h cự ly dịch chuyển đứng, Đoạn m cự ly dịch chuyển tầng, Đoạn n cự ly dịch chuyển ngang 14 b2)Các yếu tố phay phá, đứt gẫy: Mặt trượt (mặt đứt gãy): Là mặt nơi mà hai khối đá (hai cánh) tiếp xúc trượt tương đối song song với Đường đứt gãy AB cà CD: giao tuyến mặt phẳng nằm ngang mặt đứt gãy Cánh nâng: Là cánh dịch chuyển lên phía theo mặt trượt, Cánh hạ: Là cánh dịch chuyển xuống phìa theo mặt trượt, Ký hiệu đứt gãy, phay phá địa chất vẽ F b3) Phân loại đứt gãy, phay phá địa chất Dựa vào quy mô đặc điểm riêng biệt đứt gãy phân làm hai loại: Đứt gãy sâu đứt gãy vỏ Đứt gãy sâu: Là đứt gãy có quy mơ lớn, lớn, đặc biệt có chiều sâu xuống tận lớp manti (sâu ≈ 700km), có nghĩa cắt hết chiều dày vỏ trái đất cắt sâu xuống lớp manti hàng trăm km Đứt gãy sâu có chiều dài đạt tới hàng ngàn km, chiều rộng hàng trăm, chí hàng ngàn km (ở ngồi đại dương) Đứt gãy vỏ: Là đứt gãy làm nứt vỡ (phá hủy) đá phần phía ngịai vỏ trái đất, đứt gãy vỏ nhìn chung nhỏ đứt gãy sâu nhiều Có đứt gãy vỏ kéo dài vài ba mét, chí vài chục cm Song có đứt gãy vỏ lớn: chiếu dài đạt tới hàng trăm km, rộng hàng chục, hàng trăm mét Số lượng đứt gãy vỏ lớn gấp hàng trăm lần đứt gãy sâu Chúng phân bố rộng khắp bề mặt trái đất phạm vi 1km2 có gặp tới hàng chục đứt gãy lớn nhỏ Hình 1.6 Các loại phay phá, đứt gãy địa chất Dựa vào tương quan dịch chuyển hai cánh phay phá đứt góy địa chất chia thành loại; Đứt gãy thuận: Là đứt gẫy có mặt trượt dốc phía cánh hạ đứt gãy có cánh treo (cánh nằm mặt trượt) bị tụt xuống Đứt gãy nghịch: Là đứt gãy có mặt trượt dốc phía cánh nâng đứt gãy có (cánh nằm mặt trượt) cánh treo nâng c) Địa hào Là dạng cấu tạo địa chất tạo nên hai nhiều đứt gẫy có phần đất đá nằm trung tâm chúng bị sụt xuống Địa hào hai đứt gẫy tạo nên loại đơn giản, song nhiều đứt gãy tạo nên gọi dạng phức tạp Hình 1.7 Địa hào phức tạp 15 d) Địa lũy Là dạng cấu tạo địa chât tạo nên hai hay nhiều đứt gãy mà phần đất đá nằm kẹp chúng nâng nên Hình 1.8 Các loại địa lũy e) Ảnh hưởng khe nứt đứt gãy tới thăm dị, khai thác khóang sản Khe nứt đứt gãy kiến tạo có ảnh hưởng lớn tới thăm dị khai thác khống sản e1)Ảnh hưởng khe nứt thể sau Khe nứt môi trường thuận lợi cho việc tàng trữ nước đá, kéo theo thuận lợi cho trình phong hóa khơng đá mà khóang sản Điều dẫn tới khống sản bị suy giảm chất lượng làm hao hụt trữ lượng Khe nứt làm giảm cường độ chịu lực đá đường lò đào qua nếp uốn vòm nếp uốn tập trung nhiều khe nứt nên thường xảy tượng “sụt vòm” sụt lở đường lò Bên cạnh ảnh hưởng xấu, bất lợi, số trường hợp khe nứt có ảnh hưởng tốt tới cơng tác tìm kiếm, thăm dị, khai thác khoáng sản e2) Ảnh hưởng đứt gãy kiến tạo thể Gây nên tượng vỉa, lặp lại vỉa khống sản (than…), đó làm phức tạp thêm cho cơng tác thăm dị (gây khó khăn cho công tác đồng danh vỉa) làm thiệt hại cho trình khai thác (sự vỉa làm cho đường lò khai thác vào đá) Đứt gãy nơi xung yếu, ví đất đá bị nghiền nát vỡ vụn làm giảm cường độ chịu lực đá đường lò đào qua dễ xảy xập lở Hầu hết đứt gãy chứa nước đường lò đào qua thường xảy tràn ngập nước gây nguy hiểm cho tính mạng người thiệt hại kinh tế Đứt gãy đối tượng quan trọng lĩnh vực tìm kiếm, thăm dị khai thác nước ngầm Hình 1.9 Ảnh hưởng đứt gãy địa chất 16 1.2 KHÁI QUÁT VỀ TRẮC ĐỊA MỎ 1.2.1 Khái niệm phân loại 1.2.1.1 Khái niệm Trắc địa ngành khoa học nghiên cứu hình dạng kìch thước đất, bề mặt tự nhiên đất, phương pháp đo đạc, xử lý số liệu, thành lập đồ, bình đồ 1.2.1.2 Phân loại Tùy theo quy mô, đối tượng phương pháp nghiên cứu khác mà trắc địa chia làm chun ngành chình như: Trắc địa cao cấp: Có nhiệm vụ nghiên cứu hình dạng, kìch thước tồn vùng rộng lớn bề mặt trái đất nghiên cứu biến động vỏ đất,… Trắc địa địa hình địa chính: Có nhiệm vụ nghiên cứu quy trình cơng nghệ thành lập đồ địa hình phương pháp đo vẽ trực tiếp phương pháp sử dụng ảnh chụp từ máy bay hay ảnh vệ tinh Trắc địa mỏ cơng trình: Có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp trắc địa khảo sát địa hình phục vụ thiết kế cơng trình, thi cơng, theo dõi q trình biến dạng cơng trình xây dựng Trắc địa ảnh: Chuyên nghiên cứu phương pháp chụp ảnh bề mặt trái đất (chụp ảnh mặt đất, chụp ảnh hàng không) để thành lập đồ địa hình Trắc địa đồ: Nghiên cứu phương pháp biểu thị, biên tập, trình bày, in sử dụng loại đồ chuyên ngành ( đồ địa lý, địa hình, ) 1.2.1.3 Vai trị trắc địa Cơng tác trắc địa đóng vai trị quan trọng hầu hết lĩnh vực kể kinh tế quốc phòng Đối với lĩnh vực anh ninh, quốc phịng đồ địa hình tài liệu quan trọng việc lập kế hoạch huy tác chiến Đối với ngành xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, địa chất, khì tượng, cơng tác trắc địa đóng vai trị quan trọng giai đoạn: khảo sát, thiết kế, thi công, theo dõi nghiệm thu cơng trình Trong giai đoạn quy hoạch, tùy theo quy hoạch tổng thể hay chi tiết mà người ta sử dụng tỷ lệ đồ thích hợp để vạch phương án quy hoạch, kế hoạch tổng qt khai thác sử dụng cơng trình Trong giai đoạn khảo sát thiết kế, trắc địa tiến hành xây dựng lưới khống chế trắc địa (lưới khống chế mặt lưới khống chế độ cao), đo vẽ đồ, bình đồ mặt cắt địa hình phục vụ cho việc chọn vị trí, lập phương án xây dựng thiết kế kỹ thuật công trình Trong giai đoạn thi cơng, trắc địa tiến hành cơng tác xây dựng lưới trắc địa cơng trình, để bố trí cơng trình mặt đất theo thiết kế Kiểm tra, theo dõi q trình thi cơng, đo biến dạng đo vẽ hồn cơng cơng trình để kiểm tra vị trì, kìch thước cơng trình xây dựng.Trong giai đoạn quản lý khai thác sử dụng cơng trình, trắc địa thực cơng tác đo thơng số biến dạng cơng trình đo lún, độ nghiêng độ chuyển vị trí cơng trình Từ thơng số biến dạng kiểm chứng cơng tác khảo sát, thiết kế, đánh giá mức độ ổn định chất lượng cơng trình 1.2.2 Các hệ tọa độ dùng trắc địa 1.2.2.1 Mặt nước gốc Trái đất mặt nước gốc quy ước Mặt nước đại dương trung bình trạng thái n tĩnh (khơng bị ảnh hưởng gió, thuỷ triều) trải dài xuyên qua lục địa, hải đảo, tạo thành mặt cong khép kìn gọi mặt nước gốc trái đất, gọi mặt thuỷ chuẩn Trong trắc địa thực hành sử dụng mặt nước gốc làm sở để xác định độ cao cho điểm Tuy nhiên xác, quốc gia số liệu đo đạc xây dựng mặt thuỷ chuẩn dựng đo độ cao riêng, gọi mặt nước gốc Ở Việt 17 Nam lấy mặt nước biển trung bình việc quan sát nhiều năm trạm nghiệm triều đảo Hòn Dấu (Đồ Sơn, Hải Phòng) làm mặt thuỷ chuẩn gốc để làm sở việc xây dựng độ cao cho điểm toàn quốc Dựa vào mặt thuỷ chuẩn gốc để người ta xác định độ cao cho điểm 1.2.2.2 Hệ tọa độ địa lý a) Các yếu tố trái đất a1) Kinh tuyến trái đất Kinh tuyến trái đất giao tuyến mặt phẳng chứa trục quay trái đất với mặt nước gốc Mặt phẳng chứa kinh tuyến gọi mặt phẳng kinh tuyến Như kinh tuyến trái đất đường cong khép kìn qua hai cực có vơ số kinh tuyến theo cách định nghĩa Theo quy ước Quốc tế, người ta lấy mặt phẳng kinh tuyến qua đài thiên văn Greenwich thủ đô Luân Đôn nước Anh làm mặt phẳng kinh tuyến gốc (kinh tuyến 0) để từ xác định tên mặt phẳng kinh tuyến khác Mặt phẳng chứa kinh tuyến gốc gọi mặt phẳng kinh tuyến gốc a2) Vĩ tuyến trái đất Là giao tuyến mặt phẳng vng góc với trục quay trái đất với mặt nước gốc trái đất, tạo thành đường cong khép kín gọi vĩ tuyến Mặt phẳng chứa vĩ tuyến gọi mặt phẳng vĩ tuyến Khi mặt phẳng cắt qua tâm trái đất, ta vĩ tuyến lớn gọi xìch đạo Mặt phẳng chứa xìch đạo gọi mặt phẳng xích đạo Từ khái niệm trên, điểm trái đất ln có kinh tuyến vĩ tuyến qua b) Tọa độ địa lý điểm mặt đất Tọa độ địa lý điểm trái đất gồm hai yếu tố độ vĩ độ kinh b1)Độ kinh  điểm Độ kinh  điểm M (M) góc nhị diện hợp mặt phẳng kinh tuyến gốc mặt phẳng kinh tuyến qua M Người ta quy ước mặt phẳng Kinh tuyến gốc 00 đánh số từ 00 đến 1800 phìa Đơng từ 00 đến 1800 phía Tây gọi độ kinh Đơng độ kinh Tây b2) Độ vĩ  điểm Độ vĩ  điểm M (M) góc hợp đường thẳng nối từ điểm tới tâm trái đất với hình chiếu mặt phẳng xìch đạo Người ta quy ước mặt phẳng xìch đạo 00 đánh số từ 0o  90o phía Bắc, 0o  90o phía Nam gọi độ vĩ Bắc độ vĩ Nam Hình 1.10 Kinh tuyến , Vĩ tuyến 18 Độ vĩ địa lý có giá trị từ 00 đến 900 cực Bắc cực Nam trái đất Như biểu thị tọa độ địa lý điểm, người ta phải ghi thêm phía sau giá trị tọa độ địa lý chữ Bắc Nam độ vĩ chữ Đông Tây độ kinh Ví dụ : Để ghi tọa độ địa lý trung tâm Hà Nội ghi sau : HÀ NỘI = 210 Bắc;  HÀ NỘI = 105 Đơng 1.2.3 Bản đồ, bình đồ, mặt cắt địa chất 1.2.3.1 Khái niệm đồ, bình đồ a)Bản đồ Bản đồ hình ảnh thu nhỏ khái quát hoá phần rộng lớn bề mặt đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình đồ với nguyên tắc biên tập khoa học Như vậy, khái niệm đồ hiểu biểu thị khu vực, lãnh thổ rộng lớn có tình đến ảnh hưởng độ cong trái đất, đặc điểm biến dạng phép chiếu hình, sử dụng thống hệ toạ độ độ cao Nhà nước Tuỳ theo yêu cầu mà nội dung đồ khác nhau: Nếu đồ thể yếu tố địa vật (ao hồ, nhà cửa, sơng ngịi,…) gọi đồ địa vật Nếu đồ thể đầy đủ yếu tố địa vật hình dáng mặt đất gọi đồ địa hình b) Bình đồ Bình đồ biểu thị khu đất nhỏ theo phép chiếu hình đơn giản, nghĩa coi mặt quy chiếu toạ độ độ cao mặt phẳng nằm ngang Bình đồ thường có tỷ lệ lớn 1.2.3.2 Mặt cắt địa hình Mặt cắt địa hình hình chiếu mặt cắt mặt đất (mặt cắt dọc ngang) theo hướng cắt lên mặt phẳng thẳng đứng Mặt cắt địa hình bao gồm hai loại: Mặt cắt dọc: mặt cắt vẽ theo dọc tim cơng trình Mặt cắt ngang: mặt cắt vẽ theo hướng vng góc với mặt cắt dọc Thơng thường mặt cắt địa hình biểu thị theo trục vng góc với nhau: Trục đứng biểu thị độ cao H điểm mặt cắt Trục ngang biểu thị khoảng cách S điểm mặt cắt Tuỳ theo điều kiện cụ thể, hai trục biểu diễn tỷ lệ khác tỷ lệ Nhưng thường chênh lệch độ cao điểm ìt khoảng cách, nên người ta thường chọn tỷ lệ đứng gấp 10 lần tỷ lệ ngang Hình 1.11 Mặt cắt địa hình 1.2.4 Tỷ lệ đồ 1.2.4.1 Định nghĩa Tỷ lệ đồ tỷ số chiều dài đoạn thẳng đồ chiều dài nằm ngang thực địa, kí hiệu 1:M Sbd  M S td Trong đó: M : Mẫu số tỷ lệ đồ, biểu diễn mức độ thu nhỏ đồ 19 Sbd: Chiều dài đoạn thẳng đồ Stđ : Chiều dài nằm ngang đoạn thẳng thực địa Khi biểu thị tỷ lệ đồ, tử số ta thường chọn 1, mẫu số đồ số chẵn Như vậy, tỷ lệ đồ tỉ lệ nghịch với mẫu số tỷ lệ đồ, nên trị số M nhỏ tỷ lệ đồ lớn, tức mức độ biểu thị địa vật đồ chi tiết ngược lại 1.2.4.2 Phân loại tỷ lệ đồ Dựa vào mẫu số tỷ lệ đồ người ta phân đồ thành loại đồ sau: Bản đồ tỷ lệ lớn: Là đồ có mẫu số tỷ lệ đồ từ 5.000 đến 500 lớn Ví dụ: 1: 5.000, 1: 2.000, 1:1.000, 1:500 Bản đồ tỷ lệ trung bình: Là đồ có mẫu số tỷ lệ đồ từ 50.000 đến 10.000 Ví dụ: 1: 50.000, 1: 25.000, 1:10.000 Bản đồ tỷ lệ nhỏ: Là đồ có mẫu số tỷ lệ đồ từ 100.000 đến 1.000.000 lớn Vì dụ: 1: 1.000.000, 1: 500.000, 1:100.000 1.2.4.3 Ứng dụng tỷ lệ đồ Từ định nghĩa ta viết cơng thức: Sbd  S td M Nếu biết chiều dài đoạn thẳng đồ Sbd ta tìm chiều dài ngang tương ứng ngồi mặt đất là: Stđ = Sbđ M Hoặc biết chiều dài thực địa Stđ ta tìm chiều dài đồ là: Sbd  Std M Ví dụ: Trên đồ tỷ lệ 15000 ta có đoạn có chiều dài Sbđ = 150mm, kích thước thật nằm ngang ngồi mặt đất là: Stđ = 150 x 5.000 = 750.000 mm tương đương với 75m Nếu ta đo chiều dài nằm ngang là: 2,5km kích thước để vẽ lên đồ tỷ lệ 15000 là: 2,5km 250000   50cm 5000 5000 1.2.5 Các phƣơng pháp biểu diễn đƣờng địa hình Ta biết, đồ địa hình hình ảnh thu nhỏ mặt đất Do biểu diễn đồ phải đầy đủ nội dung có mặt đất Nhưng mặt đất lại đa dạng phức tạp ta phải dùng ký hiệu thể hết tình đa dạng Để dễ biểu thị người ta phân làm dạng ký hiệu như: Ký hiệu địa vật: ký hiệu biểu thị cho vật thể mặt đất như: nhà cửa, cối, ao hồ, đường xá,… Ký hiệu địa mạo: ký hiệu biểu thị hình dáng nhấp nhơ mặt đất 1.2.5.1 Ký hiệu địa vật Địa vật mặt đất có nhiều loại, song để biểu thị người ta phân loại vào ba dạng ký hiệu sau: a) Ký hiệu theo tỷ lệ Dùng để vẽ cho địa vật có kìch thước lớn mà vẽ người ta phải vào kìch thước thật vị trí thực tế để đo, từ mà rút theo tỷ lệ đồ để vẽ, ví dụ như: vùng dân cư, làng xã, nhà máy, xí nghiệp,… 20 ... đến năm 2 015 định hướng đến năm 2025 Thủ tướng Chính phủ số 892008QĐTTg” Giáo trình KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ biên soạn dựa đề cương chi tiết học phần thông qua mơn KHAI THÁC HẦM LỊ Trường. .. kiện quy mô mỏ Tối ưu hóa tiêu thơng số kỹ thuật hệ thống khai thác áp dụng; nghiên cứu ứng dụng hệ thống khai thác chia lớp đứng, công nghệ khai thác chọn lọc khai thác vỉa mỏng; công nghệ đổ... từ 50.000 đến 10 .000 Ví dụ: 1: 50.000, 1: 25.000, 1: 10.000 Bản đồ tỷ lệ nhỏ: Là đồ có mẫu số tỷ lệ đồ từ 10 0.000 đến 1. 000.000 lớn Vì dụ: 1: 1. 000.000, 1: 500.000, 1: 100.000 1. 2.4.3 Ứng dụng

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 160 Trong tổ hợp khấu than theo phương vỉa, chọn tổ hợp KGĐ SNG để xem xét Tổ KGĐ dùng để khai thác vỉa dày 0,75ữ1,25 m, o dốc 40ữ90 Tổ KGĐ làm việc với máy liên hợp Temp Bước di chuyển chống tương ứng với chiều rộng khấu máy liên hợp 0,9 m Vì chống khí hóa KGĐ gồm nhiều đoạn giống nhau, có hai cột thủy lực, liên kết với trục ống lồng Ngoài ra, đoạn gắn với đôi b»ng c¸c kÝch thđy lùc di chun, n»m chÐo víi đế chúng Sơ đồ động học chống thể hình 115 Kết cấu động học chống đảm bảo vị trí cuối đoạn di chuyển theo phương vỉa xác định bước hoạt động kích, theo chiều dốc định vị chiều dài trục ống lồng xếp lại Như vậy, giữ đoạn nằm thẳng theo chiều dốc song song với Các trục ống lồng đoạn có vít hÃm, cho phép nâng hạ toàn chống theo chiều dốc vỉa, thay đổi bước hoạt động trục Đoạn chống KGĐ (hình 116) gồm có: đế, hai cột thủy lực loại, xà hộp điều khiển (hộp chia dầu) Hình 116: Đoạn chống KGĐ Xà đoạn làm thép díp thép lá, giúp che đỡ tốt vách vỉa không phẳng Díp công sơn có tác dụng giữ vách luồng máy liên hợp di chuyển thả máy Máy liên hợp hoạt động lò chợ dùng chống KGĐ tương tự lò chợ dùng chống đơn gỗ Các công tác lò chợ tổ chức sau Trong lúc máy liên hợp khấu than di chuyển đoạn KGĐ Song, điều kiện vách trụ cho phép, việc di chuyển chống nên tiến hành sau chu kỳ hoạt động máy liên hợp, tức sau máy khấu hết dải than thả vị trí xuất phát, máy hoạt động không khí lò chợ bị nhiễm bụi nặng Thông thường, ngày đêm có hai ca khấu than ca sửa chữa-chuẩn bị 161 Trong ca khấu than, phần gương dành cho máy liên hợp cần có năm công nhân làm việc: hai thợ máy, hai thợ điều khiển chống thợ điện trực ca Hai thợ máy phụ tiến hành khấu than, lúc hai thợ điều khiển chống đảm nhận việc dựng chống phá hỏa (hàng cột cũi gỗ) bên lò dọc vỉa thông gió Thợ điện trực ca theo dõi hoạt động tời cáp kiểm tra thiết bị khác Hình 117: Sơ đồ lò chợ với chống khí hóa KGĐ Ký hiÖu L (m) Ca I 11 Ca II 13 15 17 19 Ca III 21 23 160 Khấu than Thả máy 120 Di chuyển chống Dựng hàng cột gỗ 80 Khấu chống buồng Bảo dưỡng thiết bị Chuyển gỗ 40 Xếp cũi Hình 118: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ dùng tổ hợp KGĐ Khi máy khấu hết dải, phải di chuyển hệ thống dầm tựa ròng rọc hướng cáp kéo máy, khấu trụ than sót lại máy không lấy hết tiến hành thả máy Sau đưa máy vào buồng khấu phía dưới, cần dựng hàng cột gỗ sát vào đoạn chống Sau bắt đầu di chuyển đoạn chống, từ lên (xem hình 117 118) Các công tác khấu chống buồng kho than tiến hành thủ công, dùng búa chèn khoan nổ mìn chống gỗ Khi dùng tổ hợp thiết bị KGĐ, chiều dài lò chợ thường 120-180 m 162 12.2.2 Công nghệ khai thác than vỉa dốc đứng tổ hợp thiết bị lò chợ khấu than theo chiều dốc vỉa Phát triển nguyên lý làm việc giàn chống cứng, số tổ hợp thiết bị chế tạo để khấu than xuôi theo chiều dốc vỉa Trong mục này, lấy tổ hợp ASa SNG làm thí dụ để xem xét Tổ hợp ASa dùng để khai thác vỉa dốc đứng (50ữ90o), dày từ 1,2 đến 2,2 m, d¶i khÊu réng 40-60 m n»m theo chiỊu dèc (xem hình 119) vách trụ có độ ổn định từ trung bình trở lên Hình 119: Sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dốc đứng tổ hợp ASa 1- tháo dỡ tổ hợp; 2- tổ hợp hoạt động; 3- lắp ráp tổ hợp Tổ hợp ASa bao gồm giàn chống thủy lực khí hóa kiểu đỡ-chắn, máy càobào thiết bị phụ trợ khác Giàn chống tổ hợp dùng để ngăn cách đá đà phá hỏa chống giữ không gian lò chợ Giàn chống tập hợp từ nhiều đoạn giàn có gắn nối khớp với (hình 120) Phía đoạn giàn người ta lát lưới thép gắn lớp đệm gỗ, gồm hai hàng gỗ tròn dài m, đường kính 18-20 cm, gắn với đinh móc đoạn giàn người ta gắn thêm yếm thép để ngăn đá phá hỏa không lọt vào gương lò Việc hạ giàn chống thực nhờ trọng lượng thân giàn chống trọng lượng đá phá hỏa nằm nó, cách giảm từ từ lực đẩy cột thủy lực Máy cào-bào tổ hợp dùng để khấu than chiều dày vỉa chiều dài gương lò chợ, đồng thời vận chuyển (cào) họng sáo tháo than Máy cào-bào gồm có: hai đầu truyền động hai đầu lò chợ, dầm hướng động phận công tác Bộ phận công tác xích vô tận, mắt tròn, có gắn gạt than có cắt Khi máy hoạt động, xích vô tận kéo gạt trượt theo dầm hướng động, cắt gạt tách phá than, thân gạt cào than theo chiều chuyển động Máy bào-cào treo đoạn giàn chống kích thủy lực đẩy kích thủy lực lắc, giúp khấu dải than sâu 0,7 m suốt chiều dày vỉa 163 Hình 120: Tổ hợp ASa lò chợ 1- Thùng skíp cấp vật liệu; 2- Trạm bơm dầu; 3- Máy bào cào; 4- Đoạn giàn chèng; 5- KÝch thủ lùc l¾c; 6- KÝch thủ lùc đẩy; 7-Thanh cào gắn cắt Tất công tác lò chợ dùng tổ hợp giàn chống ASa thực đội thợ toàn theo ca theo ngày đêm Trong ca khấu than có công nhân điều khiển tổ hợp (ca trưởng) hai thợ phụ cùng, hai công nhân chuyên dựng hàng cột gỗ đầu lò chợ, hai công nhân chuyên tháo củng cố chống họng sáo tháo than, thợ điện trực ca Việc lắp ráp tháo dỡ giàn chống khu khai thác đội thợ chuyên môn gồm 15 người đảm nhận Nhóm thợ máy điều khiển máy cào-bào, hạ giàn chống, thay cắt bị hỏng, giữ tuyến thẳng gương lấy hết than chiều dày vỉa Hai công nhân làm việc họng sáo đầu lò chợ tiến hành chuyển gỗ skíp vào lò chợ, dựng hàng cột 3-4 dÃy để bảo vệ họng sáo, dọn than gương họng sáo, chống giữ đặt cầu thang 164 Hai công nhân làm việc họng sáo tháo than tiến hành tháo dỡ chống với tiến độ hạ giàn chống củng cố chống họng sáo cần thiết Thứ tự thực chu kỳ khấu than tổ hợp ASa tiến hành sau: vị trí xuất phát, đoạn giàn chống tựa lên gương lò, máy cào-bào nâng lên phía vách Bằng kích thủy lực đẩy, máy cào-bào khấu than, tạo thành rạch sát vách, sâu bước đẩy kích 0,7 m Sau đó, kích thủy lực lắc máy cào-bào đưa dần phía trụ, khấu phần than lại Việc cuối chu kỳ hạ giàn Trước hạ giàn, máy cào-bào nâng lên mức cao sát vách kích thủy lực đẩy co lại hoàn toàn Sau đó, người ta dỡ tải từ từ cho cột thủy lực đoạn giàn Dưới tác động tự trọng đá phá hỏa nằm trên, giàn chống di chuyển xuống tựa vào gương than Sau đó, đoạn giàn chất tải trở lại nhờ áp st cđa hƯ thèng thđy lùc 16-18 MPa Trong hạ giàn, công nhân làm việc họng sáo đầu lò chợ phải tạm lánh lên lò dọc vỉa thông gió nấp vào giàn chống Sau hạ giàn xong, công nhân điều khiển tổ hợp phải kiểm tra kỹ lưỡng trạng thái gương lò thiết bị, trạng thái vách trụ Đến bắt đầu chu kỳ khấu than Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ dùng tổ hợp giàn chống trình bày hình 121 Ký hiệu L (m) Ca I 11 Ca II 13 15 17 19 Ca III 21 23 40 KiĨm tra tỉ hợp Khấu than Hạ giàn Công tác họng sáo 30 20 10 Bảo dưỡng tổ hợp Hình 121: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ dùng tổ hợp ASa 12.3 Công nghệ khai thác than vỉa dày, dốc thoải tổ hợp thiết bị lò chợ khí hóa 12.3.1 Công nghệ khai thác than vỉa dày, dốc thoải chia vỉa thành lớp nghiêng Khi khai thác vỉa dày dốc thoải theo lớp nghiêng, áp dụng hai sơ đồ công nghệ sau đây: - Khi chiều dày vỉa đạt tới 5,5-6,5 m, chia vỉa than thành hai lớp, chúng có lớp than đệm dày khoảng 0,4-0,6 m Lớp khai thác tổ hợp có chống kiểu đỡ, lớp khai thác tổ hợp với chống kiểu chắn-đỡ (hình 122, a) 165 - Khi vỉa dày tới 9-10 m lớn hơn, chia thành ba lớp khấu nhiều Khi đó, lớp khai thác tổ hợp kiểu đỡ, lớp khác khai thác tổ hợp kiểu chắn-đỡ (hình 122, b) Trong sơ đồ công nghệ đầu tiên, vỉa dày tới 5,5-6,5 m, khó khăn nghiêm trọng Khi khấu lớp trên, định hướng cho gương lò chợ bám theo vách vỉa, khai thác lớp định hướng theo trụ vỉa a) b) Hình 122: Khai thác vỉa dày dốc thoải lớp nghiêng dùng tổ hợp thiết bị khí hóa Việc khai thác vỉa dày theo sơ đồ c«ng nghƯ thø hai, cã nhiỊu líp khÊu, sÏ phức tạp nhiều Các lớp khấu vỉa dễ bị hướng, lệch phía trụ vỉa cứng vững, lệch lên khu vực đà phá hỏa lớp Để khắc phục khuyết điểm nêu trên, vỉa có nhiều lớp khấu, nên sử dụng tổ hợp thiết bị khí hóa kết hợp với giàn chống dẻo Như vậy, việc định hướng cho gương lò chợ lớp dựa theo giàn dẻo Giàn dẻo lắp ráp trình khấu than lớp (hình 122, b) Giữa giàn dẻo lớp khấu cần để lại lớp than đệm mỏng 0,2-0,3 m, có không cần chừa lại lớp đệm 12.3.2 Công nghệ khai thác than vỉa dày, dốc thoải dùng tổ hợp thiết bị khí hóa KTU SNG Phương pháp khai thác vỉa dày, dốc thoải dùng tổ hợp KTU phương pháp hỗn hợp gồm hai giai đoạn Trong giai đoạn đầu, tiến hành khấu lớp than phía vách dày khoảng 1,8-2,2 m, gọi lớp lắp ráp Trong trình khấu than đây, lớp người ta lắp ráp giàn dẻo băng thép lưới dây thép, sau tiến hành phá hỏa đá vách Trong giai đoạn thứ hai thực khấu hết phần than lại vỉa giàn dẻo, lại phân biệt thành hai phần: lớp trụ với chiều dày chiều cao hoạt động tổ hợp KTU phần than lại lớp lắp ráp lớp trụ 166 Tổ hợp KTU dùng để khai thác vỉa dày từ đến 14 m với góc dèc tíi 25 C«ng nghƯ khÊu than ë lớp lắp ráp: Công nghệ khấu than lớp lắp ráp giàn dẻo khác với công nghệ khấu than vỉa mỏng dày trung bình Sự khác biệt có thêm việc lát giàn dẻo lò chợ trước phá hỏa đá vách Khi sử dụng chống đơn, giàn dẻo lắp ráp thủ công Giàn đan băng thép dày mm, rộng 50 mm (cốt giàn), phủ lưới dây thép mắt vuông 30x30 mm Đường kính dây thép làm lưới 2,5 mm Các băng thép đan với theo kiểu mắt cáo, m theo phương theo chiều dốc vỉa có 4-5 băng thép Các băng thép chuyển vào lò chợ dạng cuộn băng trải trình đan giàn Khi hết cuộn băng, cần tiếp cuộn mới, cho chỗ tiếp nối băng thép đôi khoảng 2-3 m Bên cốt giàn cần lát lưới dây thép Lưới dây thép chuẩn bị sẵn thành cuộn đan vào theo kiểu mắt cáo Như vậy, lưới thép phủ kín toàn khoảng không gian nằm cột chống Lưới dây thép buộc vào băng cốt giàn dây thép dẻo Trong lò chợ lớp lắp ráp, trình công nghệ phức tạp nặng nhọc, tiến độ gương thường không vượt 1-1,5 m Biểu đồ tổ chức công tác lớp lắp ráp thể hình 123 o Ký hiÖu L (m) 100 Ca I 11 Ca II 13 15 17 19 Ca III 21 23 Khấu than Đẩy máng cào Chống lò Khấu chống buồng 50 Dọn Lắp ráp giàn dẻo Phá hỏa Hình 123: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ lớp lắp ráp Khi sử dụng tổ hợp thiết bị khí hóa chuyên dùng cho lớp lắp ráp sơ đồ công nghệ hoàn thiện nhiều Phối hợp với tổ hợp KTU tổ hợp AMS dùng cho lớp lắp ráp Tổ hợp bao gồm: chống khí hóa kiểu đỡ-chắn, máy liên hợp khấu than, máng cào lò chợ, máy đan giàn dẻo loại thiết bị khác Tỉ hỵp AMS khÊu than theo chiỊu dèc xng cđa vØa, khÊu mét cét than réng 37 m Trong qu¸ trình di chuyển, lát lớp giàn dẻo, ngăn cách khối than lại vỉa với đá phá hỏa (hình 124) Điểm bật tổ hợp máy đan giàn dẻo băng thép có tiết diện 1,5x50 mm Việc đan giàn tiến hành liên tục hình thành đoạn giàn duói chắn chống, tương øng víi mét b­íc di chun cđa tỉ 167 hỵp Khi di chuyển tổ hợp, giàn dẻo trải xuống, nằm lại vùng phá hoả lớp lắp ráp Hình 124: Sơ đồ công nghệ khấu vỉa dày, dốc thoải tổ hợp thiết bị KTU-AMS Công nghệ khấu than lớp giàn dẻo: Việc khấu lớp dưới, phần vỉa, tiến hành tổ hợp thiết bị KTU-3M (hình 125) Tổ hợp gồm có: chống khí hóa KTU-3M kiểu chắn, máy liên hợp khấu than, máng cào lò chợ máng cào chuyển tải Hình 125: Sơ đồ khấu than lớp giàn dẻo a, b, c d – tr×nh tù khÊu than V× chèng KTU-3M cã 44 đoạn riêng biệt, không gắn kết với Mỗi đoạn liên hệ với máng cào lò chợ kích thủy lực ngang dùng để di 168 chuyển đoạn theo sau máng cào Để tháo than lớp giữa, đoạn có cửa tháo 800x800 mm, có nắp đóng mở nhờ kÝch thđy lùc riªng ViƯc khÊu than ë líp d­íi máy liên hợp thực hiện, xuất phát từ buồng khấu giáp họng sáo máng cào Chiều rộng dải khấu 0,5 m, đoạn chống di chuyển liền sau tiến độ khấu máy liên hợp, tiếp di chuyển máng cào Sau khấu hai hay ba dải than, tiến hành khoan lỗ mìn nhỏ vào lớp than vỉa Các lỗ mìn nổ lúc nắp cửa tháo trạng thái mở, phần than phá chảy xuống máng cào lò chợ Sau nổ mìn thông gió gương lò xong, cửa tháo đóng lại Việc tháo toàn số than rời chống tiến hành từ lò chợ hai bên họng sáo máng cào họng sáo thông gió Trong lúc tháo than, dùng sào để chọc than bị tắc cửa tháo Như vậy, trình tháo than giàn dẻo hạ từ từ, nằm tựa lên chống Khi than lớp tháo hết, trước bắt đầu chu kỳ mới, cần tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa loại thiết bị lò chợ Biểu đồ tổ chức sản xuất lò chợ lớp trụ thể hình 126 Ký hiệu Khấu than Dọn Di chuyển chống Đẩy máng cào Tháo than vụn chống Khấu chống buồng Khoan lỗ mìn Nạp mìn Nổ mìn, thông gió Tháo than Bảo dưỡng thiết bị L (m) 60 Ca I 11 Ca II 13 15 17 19 Ca III 21 23 40 20 Hình 126: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ dùng tổ hợp KTU-3M giàn dẻo Chương 13: Công nghệ khai thác than gương lò ngắn Gương khai thác gọi ngắn chiều dài không vượt 20 m Công nghệ khấu than gương lò ngắn có đặc điểm khác hẳn công nghệ lò chợ dài Đặc điểm ưu điểm công nghệ công tác chống lò điều khiển áp lực mỏ đơn giản hóa nhiều hay có bị loại bỏ hoàn toàn Ưu điểm tạo điều kiện thuận lợi để khí hóa toàn tự động hóa tất công tác gương khai thác 169 Tuy vậy, công nghệ gương ngắn lại có khuyết điểm nghiêm trọng mức tổn thất than lớn, đạt tới 25-40 % có lớn Chính vậy, công nghệ áp dụng điều kiện hạn chế định Công nghệ gương ngắn thường áp dụng hệ thống khai thác buồng buồng-cột Toàn quy trình công nghệ khấu than hệ thống khai thác buồng-cột bao gồm việc đào buồng khấu lấy than trụ nằm buồng khấu Mặc dù công tác vừa nêu có đặc điểm khác nhau, song để thực công tác cần sử dụng loại thiết bị Việc đào đường lò chuẩn bị lò cắt, việc khấu than gương khai thác, loại tổ hợp thiết bị đảm nhận Chính đặc điểm nêu mà tiêu kinh tế-kỹ thuật công nghệ gương ngắn cao nhiều so với công nghệ lò chợ dài a) c) b) d) e) Hình 127: Thiết bị khấu than hệ thống khai thác buồng-cột a- máy liên hợp 12HM26 (Joy); b- máy liên hợp 30M2 (DBT); c- băng tải co duỗi; d- goòng tự hành; e- máy đặt neo Tổ hợp thiết bị khấu than điển hình hệ thống khai thác buồng-cột gồm có: máy liên hợp, băng tải co duỗi, goòng tự hành bánh máy đặt chống neo Trên hình 127 giới thiệu số thiết bị Mỹ Đức Máy liên hợp 12HM26 khấu than, tạo gương lò rộng 3,5-4,0 m, cao 1,8-2,4 m Máng cào bốc xếp máy quay theo góc 45o mặt phẳng ngang, hai phía tính từ trục dọc máy Băng tải co duỗi dùng để nhận than từ máy liên hợp vận tải than dọc theo buồng khấu hay lò dọc vỉa, dài tới 300 m Đầu truyền động đầu căng băng có kết cấu tự di chuyển bánh xích truyền động riêng Goòng tự hành có dung tích 6-8 m3 dùng để vận tải than giai đoạn máy liên hợp bắt đầu đào buồng khấu, tức chiều dài vận tải không đáng kể, chưa thể sử dụng băng tải Các goòng tự hành dùng dạng thiết bị 170 vận tải độc lập Khi đó, có 2-3 goòng phục vụ máy liên hợp Goòng tự hành dùng làm thiết bị trung chuyển, nối liền máy liên hợp với băng tải thiết bị vận tải khác a) b) Hình 128: Sơ đồ công nghệ hệ thống khai thác buồng – cét a- khÊu buång b- khÊu cét Trong hệ thống khai thác buồng-cột, việc khấu than bắt đầu công tác đào buồng khấu Buồng khấu đào máy liên hợp từ lò dọc vỉa vận tải đến lò dọc vỉa thông gió Trước đào buồng khấu, cần mở rộng lò dọc vỉa vận tải tới 5-5,5 m, nhằm mục đích tạo không gian tự để quay máy bắt đầu cắt mạch đào buồng Khi đào mét buồng đầu tiên, máy liên hợp trực tiếp chất tải lên băng tải lò dọc vỉa, gương buồng tiến xa dần dùng goòng tự hành để chuyển tải Trong giai đoạn này, tổ hợp thiết bị bốn năm công nhân điều khiển: thợ lái máy liên hợp thợ phụ, thợ lái goòng tự hành hai công nhân trông coi việc chất tải than lò dọc vỉa vận tải Khi máy liên hợp khâu buồng 20 m kể từ lò dọc vỉa vận tải, bắt đầu lắp ráp băng tải buồng khấu: phần buồng lắp đặt đầu căng băng, đầu nhận tải từ máy liên hợp, cửa buồng khấu lắp đặt đầu truyền động băng tải Khi khấu than, ngày-đêm thường có hai ca khấu ca dùng để đặt chống neo bảo dưỡng thiết bị Khi khai thác cột than hai buồng theo chiều ngược lại, buồng nhánh, ca thứ ba dùng để bảo dưỡng sửa chữa thiết bị Việc chống giữ buồng nhánh bị loại trừ 171 Trên hình 128 cho thấy sơ đồ công nghệ khấu buồng (a) khÊu cét (b) Trong ca khÊu than (ë buång vµ cột) tổ hợp thiết bị sáu công nhân điều khiển Thợ lái máy liên hợp điều khiển hộp điều khiển xách tay, thợ phụ đảm nhận kéo cáp điện, ống dẫn nước, ống gió công tác phụ khác Thợ lái goòng tự hành thực chuyển tải than từ máy liên hợp đến băng tải co duỗi đầu nhận tải băng có công nhân vận hành khu vực cửa buồng khấu lò dọc vỉa vận tải có hai công nhân, họ theo dõi việc rót than vao băng tải lò dọc vỉa đồng thời chịu trách nhiệm kéo dài co ngắn băng tải buồng khấu Phạm vi áp dụng công nghệ khấu than tổ hợp thiết bị gương ngắn áp dụng vỉa có chiều dày từ 0,9 ®Õn 3,5 m, víi gãc dèc tõ ®Õn 12o (có trường hợp tới 16-20o), đá vách có độ ổn định từ trung bình trở lên, than có độ kiên cố Chiều sâu khai thác yếu tố quan trọng, định phạm vi áp dụng hợp lý công nghệ gương ngắn Khi chiều sâu khai thác tăng lên, ứng suất trụ bảo vệ buồng tăng mạnh, phải giảm chiều rộng buồng tăng chiều rộng trụ Quan hệ chiều sâu khai thác kích thước trụ bảo vệ thể qua công thức H σn k tt γk dt b , m , m n - giới hạn bền nén vỉa than, N/m2; ktt - hƯ sè tËp trung ¸p lùc áp lực mỏ trụ bảo vệ, ktt =2,0ữ2,5; - tỷ trọng đá vách, N/m3; kdt - hệ sè dù tr÷, kdt=1,25÷1,50; b - chiỊu réng cđa trơ buồng, m; m - chiều dày vỉa, m Tuy nhiên, công thức b m Theo công thức trên, độ sâu khai thác giới hạn than kiên cố trung bình khoảng 200 m, với than kiên cố lµ 300 m * * * 172 tµi liƯu tham khảo Burtracôv A S , Các trình sản xuất mỏ hầm lò (tiếng Nga), Nhieđra, Maskva - 1988 Kiliatrcôv A P , Công nghệ khai thác mỏ hầm lò (tiếng Nga), Nhieđra, Maskva - 1982 Burtracôv A S , công nghệ khai thác hầm lò khoáng sàng dạng vỉa (tiếng Nga), Nhieđra, Maskva - 1983 lindenau n.i , khai thác vỉa than dày (tiếng Nga), Nhie®ra, Maskva - 1978 robert a meyers , sỉ tay khai th¸c than (tiÕng Anh), marcel dekker inc , new york and basel - 1992 Trần Văn Huỳnh n.n.k , Mở vỉa khai thác hầm lò khoáng sàng dạng vỉa, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội - 2002 Vũ Đình Tiến, Cơ sở khai thác mỏ hầm lò, ĐH Mỏ-Địa chất, Hà Nội - 2001 Trần Văn Thanh, Công nghệ khí hóa khai thác than hầm lò, ĐH Mỏ-Địa chất, Hµ Néi - 2000 Mét sè t­ liƯu tõ m¹ng Internet thêi gian 2002 – 2005 173 Mơc lục Trang Lời nói đầu Phần thứ nhất: khái niệm chung trình sản xuất khai thác than hầm lò Chương 1: Chương 2: Chương 3: Chương 4: Chương 5: Chương 6: 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 1.2 Các giai đoạn phát triển công nghệ khai thác than hầm lò 1.3 Hướng phát triển công nghệ khai thác than hầm lò 1.4 Tình hình hướng phát triển ngành than hầm lò Việt Nam Những nguyên tắc chung công nghệ khai thác than hầm lò 2.1 Tăng cường độ tập trung hoá sản xuất 2.2 Tính nhịp nhàng liên tục 2.3 Tính công đoạn trình sản xuất 2.4 Tính linh hoạt 2.5 Tính an toàn 2.6 Tính kinh tế Những đặc điểm công nghệ vỉa than đá mỏ 3.1 Sự dịch chuyển địa tầng khai thác than 3.2 Các tính chất công nghệ chủ yếu đá mỏ 3.3 Những đặc điểm công nghệ vỉa than Phần thứ hai: trình khai thác than Khấu than 4.1 Phân loại phương pháp khấu than 4.2 Khấu than phương pháp khoan nổ mìn 4.3 Khấu than máy liên hợp 4.4 Các thông số công nghệ máy liên hợp 4.5 Xúc bốc than khấu máy liên hợp 4.6 Khấu than máy bào 4.7 Các thông số công nghệ máy bào Chống giữ lò chợ 5.1 Khái quát chung 5.2 Vì chống đơn 5.3 Vì chống tổ hợp 5.4 Vì chống khí hoá 5.5 Quá trình chống giữ lò chợ 5.6 Tác động tương hỗ chống đá mỏ 5.7 ảnh hưởng trình sản xuất đến tác động tương hỗ chống đá vách 5.8 Lựa chọn chống đơn hộ chiếu chống giữ lò chợ 5.9 Lựa chọn chống khí hoá Điều khiển áp lực mỏ lò chợ 6.1 Khái quát chung 6.2 Phá hoả toàn phần đá vách 6.3 Chèn lò phần 3 4 5 7 8 8 14 18 18 19 24 29 31 34 37 38 38 40 50 52 58 61 64 66 71 72 72 74 85 174 Ch­¬ng 7: Ch­¬ng 8: Ch­¬ng 9: Ch­¬ng 10: Chương 11: Chương 12: Chương 13: 6.4 Hạ vách từ từ 6.5 Giữ vách chồng cũi 6.6 Điều khiển đá vách chèn lò toàn phần Các công đoạn cuối chu kỳ lò chợ 7.1 Đặc điểm công đoạn cuối 7.2 Di chuyển máy liên hợp vào buồng khấu 7.3 Quá trình tự tạo rạch máy liên hợp 7.4 Các công đoạn vùng tiếp giáp lò chợ lò chuẩn bị Lắp ráp tháo dỡ thiết bị lò chợ 8.1 Lắp ráp thiết bị lò chợ 8.2 Tháo dỡ tổ hợp thiết bị lò chợ Phần thứ ba: sơ đồ công nghệ lò chợ Các sơ đồ công nghệ khai thác than thủ công 9.1 Sơ đồ công nghệ dùng khoan nổ mìn vỉa dốc thoải nghiêng, mỏng dày trung bình 9.2 Phương pháp thành lập biểu đồ tổ chức công tác bố trí nhân lực lò chợ 9.3 Sơ đồ công nghệ dùng khoan nổ mìn lò chợ nghiêng-đứng dốc đứng, vỉa mỏng dày trung bình 9.4 Công nghệ khai thác than thủ công dùng búa chèn Công nghệ khai thác than bán khí hóa dùng máy liên hợp 10.1 Công nghệ khai thác than dùng máy liên hợp lò chợ dốc thoải dốc nghiêng, vỉa mỏng dày trung bình 10.2 Công nghệ khai thác than máy liên hợp vỉa dốc nghiêng nghiêng-đứng, mỏng dày trung bình 10.3 Công nghệ khai thác than máy liên hợp lò chợ dốc đứng, vỉa than mỏng dày trung bình 10.4 Đặc điểm công nghệ khai thác than dùng máy liên hợp vỉa dày Công nghệ khai thác than bán khí hóa dùng máy bào 11.1 Những khái niệm công nghệ khai thác than dùng máy bào 11.2 Thiết bị bào 11.3 Sơ đồ công nghệ khai thác than dùng máy bào Công nghệ khai thác than khí hóa toàn 12.1 Các tổ hợp thiết bị lò chợ khí hóa dùng cho vỉa dốc thoải nghiêng, mỏng dày trung bình 12.2 Các tổ thiết bị lò chợ khí hóa dùng cho vỉa nghiêng-đứng dốc đứng, mỏng dày trung bình 12.3 Công nghệ khai thác than vỉa dày, dốc thoải tổ hợp thiết bị lò chợ khí hóa Công nghệ khai thác than gương lò ngắn Tài liệu tham khảo 86 88 88 102 102 103 105 109 112 112 115 118 118 123 124 125 127 127 133 135 139 142 142 143 145 149 150 159 164 168 172