luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm zry tại v8 công ty than uông bí

Tính cấp thiết của luận vănĐể khai thác các vỉa có chiều dày trung bình, góc dốc lớn  ≥ 450, từ năm2016 trở về trước Công ty than Uông Bí - TKV áp dụng công nghệ khai thác lò dọcvỉa phâ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

- -PHẠM VĂN HUÂN

GÔ XUÂN TUYÊN

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN GẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TĂNG CÔNG SUẤT LÒ CHỢ XIÊN CHÉO SỬ DỤNG GIÀN CHỐNG

MỀM ZRY TẠI V8 CÔNG TY THAN UÔNG BÍ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

QUẢNG NINH - 2019

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các sốliệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, do chính tác giả thực hiện và chưatừng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Quảng Ninh, ngày tháng 08 năm 2019

Tác giả luận văn

Phạm Văn Huân

Ngô Xuân Tuyên

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN 3

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC THI CÔNG 12

1.1 Khái quát chung khu vực lò chợ chống giàn mềm ZRY 12

1.1.1 Vị trí địa lý 12

1.1.2 Địa hình 12

1.1.3 Khí hậu 12

1.1.4 Lịch sử thăm dò và khai thác khu mỏ 12

1.2 Đặc điểm địa chất khu vực 14

1.2.1 Đặc điểm địa tầng 14

1.2.2 Đặc điểm kiến tạo 14

1.2.3 Địa chất thủy văn 14

1.2.4 Địa chất công trình 16

1.2.5 Đặc điểm cấu tạo vỉa than 16

1.2.6 Đặc điểm khí mỏ 17

1.2.7 Nhận xét 177

1.3 Kết luận 17

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA DỐC BẰNG GIÀN CHỐNG MỀM TẠI CÁC MỎ TRONG TKV PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC SỬ DỤNG GIÀN CHỐNG MỀM ZRY TẠI CÔNG TY THAN UÔNG BÍ 18

2.1 Khái quát chung về các loại giàn chống mềm ZRY 25

2.2 Kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY tại Công ty than Uông Bí 27

2.2.1 Công tác chuẩn bị và khấu gai đoạn 1 31

2.2.2 Công tác chuẩn bị và khấu giai đoạn 2 37

2.2.3 Nhận xét 41

2.3 Đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY tại lò chợ vỉa 8(43) khu Tràng Khê 42

2.4 Nhận xét 45

CHƯƠNG 3 HOÀN THIỆN giẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TĂNG CÔNG SUẤT

LÒ CHỢ XIÊN CHÉO CHỐNG GIỮ BẰNG GIÀN MỀM ZRY VÀ KHẢ

NĂNG ÁP DỤNG CHO CÁC MỎ HẦM LÒ QUẢNG NINH 46

3.1 Các yếu tố ảnh hưởng và điều kiện áp dụng của sở đồ công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY 46

3.2 Hoàn thiệ các thông số của sở đồ công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm để tăng công suất lò chợ 49

3.2.1 Hoàn thiện các thông số của sơ đồ chuẩn bị 49

3.2.2 Hoàn thiện các thông số hệ thống khai thác 56

3.3 Hoàn thiện công tác tổ chức khai thác lò chợ, xây dựng biểu đồ tổ chức sản xuất lò chợ 57

3.4 Hoàn thiện hộ chiếu khoan nổ mìn khai thác lò chợ và công tác điều kiển giàn chống 63

3.5 Tính toán các thông số hoàn thiện công nghệ khai thác để tăng công suất lò chợ 65

3.5.1 Các thông số địa chất - kỹ thuật lò chợ thiết kế 65

3.5.2 Tính toán hộ chiếu chống giữ lò chợ 66

3.5.3 Hộ chiếu khoan nổ mìn khai thác 68

3.5.4 Công tác tổ chức sản xuất 71

3.5.5 Tính toán một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ 72

3.6 Khả năng áp dụng công nghệ cho các mỏ hầm lò tại Quảng Ninh 78

3.7 Nhận xét 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

8 TKV Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt

Nam

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 1.1: Tính chất cơ lý của nham thạch 16

Bảng 2.1 - Mã hiệu giàn chống mềm ZRY và phạm vi áp dụng về chiều dày 26

Bảng 2.2 - Thông số kỹ thuật của một số mã hiệu giàn chống cơ sở loại ZRY 27

Bảng 2.3 Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZRY20/30L 29

Bảng 2.4 – Tổng hợp sản lượng, năng suất lao động tại lò chợ 8(43)-3 398

Bảng 2.5 - Tổng hợp một số chỉ tiêu KTKT đạt được của lò chợ 8(43)-3 39

Bảng 2.6 - Giá thành phân xưởng lò chợ 8(43)-3 40

Bảng 3.1 Điều kiện áp dụng công nghệ sử dụng giàn chống mềm ZRY20/30L 49

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp các thông số của hệ thống khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ dạng xiên chéo, sử dụng giàn chống mềm ZRY 57

Bảng 3.3 Nhân lực khai thác lò chợ theo biểu đồ tổ chức sản xuất hoàn thiện 59

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp vật tư, thiết bị chống giữ lò chợ 68

Bảng 3.7 Tổng hợp khối lượng các đường lò chuẩn bị cho khu vực lò chợ 75

Bảng 3.8 Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ 77

Bảng 3.9 Điều kiện áp dụng công nghệ sử dụng giàn chống mềm ZRY 78

Bảng 3.10 Tổng hợp trữ lượng có khả năng áp dụng CNKT sử dụng giàn mềm ZRY 79

DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

Hình 2.1 - Giàn chống mềm loại ZRY 26

Hình 2.2 Giàn chống mềm ZRY20/30L áp dụng tại mỏ than Uông Bí 28

Hình 2.3 Không gian chống giữ và công tác khấu than của lò chợ sử dụng giàn chống mềm loại ZRY20/30L (a, b, c, d, e, f) 30

Hình 2.4 SĐCN khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm loại ZRY20/30L tại Uông Bí 30

Hình 2.5: Hộ chiếu khoan nổ mìn khấu gương lò chợ 34

Hình 2.6: Biểu đồ tổ chức chu kỳ khai thác lò chợ 1 chu kỳ 35

Hình 2.7: Biểu đồ bố trí nhân lực chu kỳ khai thác lò chợ 1 chu kỳ 36

Hình 2.8 Sơ đồ vị trí khai thác lò chợ 38

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY 53

Hình 3.2: Sơ đồ hoàn thiện công nghệ khấu 54

Hình 3.2 Sơ đồ tổ chức khấu gương lò chợ hoàn thiện 60

Hình 3.3 biểu đồ tổ chức khai thác lò chợ theo thiết kế 61

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí lỗ mìn khấu gương lò chợ 63

Hình 3.5 Hộ chiếu khai thác lò chợ xiên chéo sử dụng giàn mềm ZRY 66

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận văn

Để khai thác các vỉa có chiều dày trung bình, góc dốc lớn ( ≥ 450), từ năm

2016 trở về trước Công ty than Uông Bí - TKV áp dụng công nghệ khai thác lò dọcvỉa phân tầng, lò dọc vỉa phân tầng xiên chéo và đào các lò thượng tận thu than.Nhìn chung, các công nghệ này cho sản lượng và năng xuất lao động thấp, tỉ lệ tổnthất than cao, đặc biệt là điều kiện làm việc và mức độ an toàn còn hạn chế chưađáp ứng được yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật an toàn

Từ năm 2016 để gải quyết các vấn đề về công nghệ cho khai thác các vỉa dốc,Công ty than Uông Bí đã kết hợp cùng với Viện KHCN Mỏ nghiên cứu áp dụngcông nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm loại ZRYcủa Trung Quốc cho lò chợ mức -50/+30 V8(43) khu Tràng Khê thuộc Mỏ TràngBạch, vỉa có chiều dày trung bình và góc dốc lớn Kết quả áp dụng trong thực tếkhai thác lò chợ đã cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt, tổn thất than thấp (chỉ cònkhoảng 16,8%) và đặc biệt là nâng cao mức độ an toàn và cải thiện điều kiện làmviệc cho công nhân khai thác

Nhằm huy động tăng sản lượng vỉa dốc góp phần tăng sản lượng của toànCông ty tác giả thực hiện đề tài “ Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăngcông suất lò chợ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm ZRY tại V8 Công ty thanUông Bí”

2 Mục tiêu nghiên cứu của luận văn

Nghiên cứu tăng công suất lò chợ áp dụng công nghệ xiên chéo sử dụng giànchống mềm ZRY Nhằm giảm tổn thất than, nâng cao năng suất lao động, cài thiệnđiều kiện làm việc cho công nhân

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn

Đối tượng là công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chốngmềm loại ZRY của Trung Quốc

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là V8 (43) khu Tràng Khê thuộc Mỏ TràngBạch - Công ty than Uông Bí

4 Nội dung nghiên cứu của luận văn

- Đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm loạiZRY tại V8 (43) Công ty than Uông Bí.

- Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéochống giữ bằng giàn mềm ZRY và khả năng nhân rộng áp dụng tại một số mỏ hầm

lò vùng Quảng Ninh

5 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn đã sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp tổng hợp

- Phương pháp thống kê phân tich

- Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp luận

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

- Phương pháp luận nghiên cứu gải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiênchéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY tại V8 (43) Công ty than Uông Bí

- Ý nghĩa thực tiễn giải quyết vấn đề tăng sản lượng khai thác các vỉa dốc đảmbảo hiệu quả kinh tế và an toàn lao động tại Công ty than Uông Bí

7 Cơ sở tài liệu và cấu trúc luận văn

Luận văn được xây dựng trên cơ sở các tài liệu chuyên ngành, các công trình nghiêncứu khoa học ứng dụng ở trong và ngoài nước, các tài liệu tham khảo tại thư việntrường Đại học Mỏ - Địa chất, các thiết kế khai thác và chống giữ của Viện khoahọc công nghệ Mỏ, Công ty than Uông Bí – TKV

Cấu trúc luận văn bao gồm: Phần mở đầu, 03 chương và phần kết luận kiếnnghị được trình bày trong 84 trang A4 với 15 bảng biểu và 14 hình vẽ Luận văn

được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS KHƯƠNG PHÚC LỢI.

Qua đây, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Ban Giám hiệu trườngĐại học Công Nghiệp Quảng Ninh, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ mônKhai thác hầm lò, Ban lãnh đạo Viện KHCN Mỏ - Vinacomin, ban lãnh đạo Công

ty Than Uông Bí - TKV đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập,

nghiên cứu và thực hiện luận văn Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn đến TS.

KHƯƠNG PHÚC LỢI đã rất nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên

cứu và hoàn thành luận văn Đồng thời tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối vớicác nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện, động viên,giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG 1ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC THI CÔNG

1.1 Khái quát chung khu vực lò chợ chống giàn mềm ZRY 1.1.1 Vị trí địa lý

Lò chợ 8(43)-3 thuộc vỉa 8(43) mức -50/+30 khu Tràng Khê, Mỏ Tràng Bạchthuộc địa phận xã Hoàng Quế, thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh được giới hạn bởi:

- Phía Bắc: Giới hạn bởi lò DVTG trung gian mức -50;

- Phía Nam: Giới hạn bởi lò DVTG mức +30;

- Phía Tây: Giới hạn bởi lò thượng thông gió - vận tải mức -50/+30;

- Phía Đông: Giới hạn bởi trụ bảo vệ thượng TG mức +30/ĐH

1.1.2 Địa hình

Khu mỏ có hai dạng địa hình khá rõ rệt bao gồm:

- Địa hình núi thấp: Bao gồm các đồi chạy dọc phía Bắc đường 18A từ MạoKhê đến Uông Bí Độ cao thường từ 20 ÷ 40m

- Địa hình núi cao: Các dãy núi chính sắp xếp theo hướng vĩ tuyến hoặc á vĩ tuyến,đỉnh cao nhất +554m Sườn núi có độ dốc từ 30 ÷ 40º thường bị chia cắt bởi những dòngsuối có hướng gần Bắc - Nam và vuông góc với đường phương của nham thạch

1.1.3 Khí hậu

Khu Tràng Khê nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt.Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, lượng mưa trung bình 850 mm/năm tậptrung nhiều nhất là vào các tháng 8 và 9 Nhiệt độ trung bình trong năm vào khoảng26ºC, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau là những tháng có nhiệt độ thấpnhất, có lúc xuống đến 6,2ºC, độ ẩm trung bình từ 65 ÷ 89%

1.1.4 Lịch sử thăm dò và khai thác khu mỏ

chủ biên đã tính trữ lượng lượng đến tuyến XV và mức sâu đến -400m

- Năm 1971, "Báo cáo thăm dò tỉ mỉ khu mỏ Tràng Bạch - Uông Bí" do

Nguyễn Đình Long chủ biên đã tính trữ lượng lượng từ T.XV đến T.XXV và mứcsâu đến - 400m

Năm 1979, "Báo cáo kết quả công tác thăm dò tỷ mỷ mỏ than Tràng Bạch Uông Bí - Quảng Ninh” do Hoàng Văn Cân chủ biên đã xác định trữ lượng than đến

400m là 69.264 ngàn tấn (trữ lượng tính đến 30/12/1976) Báo cáo đã được Hộiđồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản phê duyệt tại quyết định số 77/QĐHĐ ngày07/12/1979

- Năm 2006, Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường Than - Khoáng

sản Việt Nam đã lập “Báo cáo xây dựng cơ sở dữ liệu địa chất khu mỏ than Đông Mạo Khê - Tràng Bạch - Đông Tràng Bạch - Uông Bí - Quảng Ninh”.

- Năm 2010, Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường Than - Khoáng

sản Việt Nam đã lập "Báo cáo tổng hợp trữ lượng, tính lại trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng, cấp tài nguyên khu mỏ than Mạo Khê" và "Báo cáo tổng hợp trữ lượng, tính lại trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng, cấp tài nguyên khu mỏ than Tràng Bạch" và đã được Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản Quốc gia công

nhận theo quyết định số 113/QĐ-HĐTLKS/CĐ ngày 14/10/2010 và HĐTLKS/CĐ ngày 14/12/2010

766/QĐ Năm 2013, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã cấp phép thăm dò mỏ TràngBạch cho TKV theo giấy phép số 1373/GP-BTNMT ngày 6/8/2013 với tổng khốilượng là 138.232mk/307LK

- Năm 2014, Công ty VITE đã lập "Tập hợp tài liệu thi công đến 31/7/2014 Đề

án thăm dò mỏ Tràng Bạch phục vụ điều chỉnh dự án đầu tư mỏ Tràng Bạch - Công ty

than Uông Bí" trên cơ sở hai báo cáo địa chất đã được Hội đồng đánh giá trữ lượngkhoáng sản Quốc gia công nhận năm 2010 có cập nhật hiện trạng thăm dò và khai thácđến 31/7/2014 Tài liệu đã được Tổng giám đốc TKV thông qua theo quyết định số2357/QĐ-TKV ngày 30/10/2014 Đây là tài liệu địa chất cơ sở sử dụng lập "Điều chỉnh

dự án đầu tư mở rộng nâng công suất khu Tràng Khê, Uông Bí (mỏ Tràng Bạch)"

2 Lịch sử khai thác

Mỏ than Tràng Bạch đã được nghiên cứu và khai thác từ thời Pháp thuộc, tuynhiên đến nay không còn tài liệu để lại.

Từ năm 1997 đến nay, Công ty than Hồng Thái đã và đang tổ chức khai tháctầng lò bằng các vỉa ở khu Hồng Thái và khu Tràng Khê II - III

Năm 2012, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã cấp phép cho Công ty than Uông TKV khai thác mỏ Tràng Bạch theo giấy phép số 2128/GP-BTNMT ngày 07/12/2012

Bí-1.2 Đặc điểm địa chất khu vực

1.2.2 Đặc điểm kiến tạo

Ở vị trí phía Đông - Bắc của khu vực lò chợ có đứt gãy thuận Cao Bằng(F.CB) Đứt gãy này tồn tại từ tuyến XI đến qua tuyến XIVA Đứt gãy có phươnggần Tây - Đông, chiều dài đứt gẫy khoảng 2230m Đứt gãy thuận Cao Bằng cắmBắc, Đông Bắc, góc dốc mặt trượt thay đổi từ 60 ÷ 75º Cự ly dịch chuyển của đất

đá và các vỉa than ở hai cánh từ 80m đến 150m

1.2.3 Địa chất thủy văn

* Nước mặt: Địa hình bề mặt khu vực lò chợ thiết kế không có đối tượng chứa

nước như sông, suối, ao hồ, moong lộ thiên cũ, v.v… Bề mặt địa hình dạng đồi núi cókhả năng thoát nước tự chảy, do đó nước mặt không ảnh hưởng đến hoạt động khaithác lò chợ Tuy nhiên, trong quá trình khai thác, cần thường xuyên kiểm tra, theo dõinhằm phát hiện kịp thời nguy cơ nước tích tụ trên bề mặt địa hình có thể ảnh hưởngđến hoạt động khai thác lò chợ phía dưới để có biện pháp xử lý khắc phục kịp thời

* Nước ngầm: Căn cứ vào thành phần hoá học, tính chất thuỷ lực, tính chất

chứa nước và đặc điểm các loại nham thạch, các nhà địa chất đã chia nước dưới đấttrong khu mỏ như sau:

- Nước trong trầm tích Đệ Tứ: Trầm tích Đệ tứ chủ yếu phân bố hầu khắpkhu mỏ, chiều dày trầm tích biến đổi lớn Trên các sườn núi chiều dày từ 1,5 ÷ 5m,

ở các thung lũng, ven suối chiều dày từ 5,0 ÷ 10,0m đặc biệt ở vùng đồng bằng cánhNam chiều dày lên đến 30m hoặc lớn hơn

Thành phần hoá học trong trầm tích Đệ Tứ có độ pH biến đổi từ 5,5 ÷ 6,0.Tổng độ khoáng hoá cao nhất là 0,163g/l Nhìn chung phức hệ chứa nước trongtrầm tích Đệ Tứ thuộc loại nghèo nước

- Nước trong tầng chứa than (T3 n - r) hg: được chia thành 3 phụ tầng như sau+ Nước trong trầm tích (T3 n - r)3hg: Tầng chứa nước này dày khoảng500m Các nhịp trầm tích thuộc tướng lòng sông, chiền sông, bao gồm các lớp đáhạt thô, có các lớp mịn nằm xen kẽ

+ Nước trong tầng (T3 n - r)3hg có tính chất áp lực cục bộ, chiều sâu gặpnước áp lực thường 150m -:- 200m Nước có pHTB = 6,2, tổng độ khoáng hoáthường thấp 0,052 -:- 0,026 g/l, trung bình 0,038g/l Nước có tên gọi: Bicácbonat -Cloruanatri - Canxi; và Clorua - Bicácbonat Natri

+ Nước trong tầng (T3 n - r)2hg, nằm tiếp xúc với tầng (T3 n - r)1hg, chiềudày khoảng 1266m, chứa 50 vỉa than đạt giá trị công nghiệp Thành phần hoá họccủa nước trong tầng này chủ yếu như tầng (T3 n - r)3hg Tuy nhiên, hàm lương

Mg+2 tăng lên, Fe+2 luôn có mặt Trong một số lò cũ có hàm lượng ion SO4-2, nhưngkhông cao (Max: 135,52mg/l-Lò1) Nước có tên gọi: Bicacbonnat-natri,Sunphatnatri-magie

+ Nước tầng (T3 n - r)1hg là tầng chứa nước nằm dưới cùng phức hệ chứanước trầm tích Hệ Triat - thống thượng bậc Nori -bậc Reti Hòn Gai Chiều dày tổngcộng của lớp khoảng 600m Nước trong trầm tích (T3 n - r)1hg thuộc loạiBicacbonat Natri - Canxi Lưu lượng Qmax = 0,396l/s, q = 0,171l/ms, K = 0,068m/ng Vì tầng chứa nước (T3 n - r)1 hg tiếp xúc với tầng (T3 n - r)2 hg bằng F.B -

có thể coi F.B là giải cách nước tương đối nên nước ở tầng này ít có khả năng ảnhhưởng lớn tới việc khai thác than trong khu mỏ

- Nước trong đứt gãy: Hầu hết các đứt gãy đều nằm về phía Nam khu mỏ, trừ đứtgãy F.3 nằm phía Bắc và thường cắm rất dốc Đất đá trong các đới huỷ hoại bao gồm: bột

kết, đá sét, sét than và các mảnh vụn cát kết, sạn kết nằm hỗn độn Điều đó chứng tỏ khảnăng chứa nước trong các đứt gãy rất kém, đã được chứng minh khi tiến hành khoan thínghiệm lỗ khoan LK.8A có QMax = 0,235l/s, tương ứng q = 0,00798 l/ms, KTB = 0,00749m/ng, LK 537- T.XA có hệ số thẩm thấu, biến đổi từ 0,731m/ngđ đến 0,017m/ngđ.

1.2.4 Địa chất công trình

Nham thạch trong trầm tích chứa than bao gồm các loại sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết vàthan nằm xen kẽ nhau Các chỉ tiêu cơ lý của nham thạch trong khu vực xem bảng 1.1

208÷2,4681.222

189÷1,771529

130÷1,097315

48÷188104

23÷18256

18÷12339

cm2

84 ÷ 956485

117 ÷ 729391

32 ÷ 577148

39 ÷ 32989

4 Dung trọng g/cm3 2,45 ÷ 3,51

2,62

2,39 ÷ 3,322,65

2,44÷3,582,67

1,76÷3,282,61

5 Tỷ trọng g/cm3 2,56÷3,56

2,69

2,39÷3,342,72

2,41÷3,592,75

0,75÷3,352,71

1.2.5 Đặc điểm cấu tạo vỉa than

- Lò chợ 8(43)-3 nằm trong giới hạn theo hướng dốc từ mức +30 đến -50,giới hạn theo phương từ lò thượng thông gió - vận tải mức -50/+30 số 1 đến trụ bảo

vệ lò thượng TG mức +30/ĐH có chiều dài theo phương là 320m, chiều dài thẳngđứng tẩng khai thác là 75m Trong khu vực trên, vỉa than có cấu tạo đơn giản vớichiều dày riêng than từ 0,8 ÷ 3,0m, trung bình 2,2m, chiều dày toàn vỉa từ 1,9 ÷3,6m, trung bình 2,8m Trong vỉa có chứa từ 0 đến 2 lớp đá kẹp, với chiều dày từ 0

÷ 1,4 m, trung bình 0,6 m Lớp kẹp có thành phần chủ yếu là sét kết và sét than màuxám đen, phân lớp mỏng Vỉa than có góc dốc thay đổi từ 50 ÷ 60º, trung bình 58ºthuộc loại ổn định về góc dốc

- Vách trực tiếp phía trên vỉa than là lớp sét than xen lẫn sét kết phân bố đều

với chiều dày từ 0,4 ÷ 1,4m, trung bình 1,0m, cường độ kháng nén trung bình 315kG/cm² thuộc loại kém ổn định Phía trên tập sét kết là vách cơ bản với thành phầnchủ yếu là bột kết với chiều dày 11,9 ÷ 18m, trọng lượng thể tích 2,92 tấn/m²,cường độ kháng nén 529 kG/cm², thuộc loại ổn định trung bình Trụ trực tiếp là sétkết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững.

1.2.6 Đặc điểm khí mỏ

- Theo Quyết định số 279/QĐ-BCT ngày 25 tháng 01 năm 2017 của Bộtrưởng Bộ Công Thương về việc “Xếp loại mỏ theo khí Mêtan năm 2017” khu vựcthiết kế thuộc mức +30/-50 vỉa 8(43) được xếp loại I về khí Mêtan

1.2.7 Nhận xét

- Vỉa 8(43) khu Tràng Khê có cấu tạo đơn giản với chiều dày toàn vỉa 1,9 ÷3,6m, trung bình 2,8m Trong vỉa có chứa từ 0 đến 2 lớp đá kẹp là sét than với chiềudày từ 0 ÷ 1,4 m, trung bình 0,6 m Vỉa than có góc dốc thay đổi từ 50 ÷ 60º, trungbình 58º thuộc loại ổn định về góc dốc

- Vách trực tiếp phía trên vỉa than là lớp sét than xen lẫn sét kết phân bố đềuvới chiều dày từ 0,4 ÷ 1,4m, trung bình 1,0m, thuộc loại kém ổn định Vách cơ bảnvới thành phần chủ yếu là bột kết với chiều dày 11,9 ÷ 18m, thuộc loại ổn địnhtrung bình Trụ trực tiếp là sét kết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững.Vỉa than trong khu vực khai thác được xếp loại I về khí Mê tan, các điều kiện

về địa chất thủy văn, địa chất công trình ít ảnh hưởng đến công tác khai thác lò chợ

1.3 Kết luận

- Điều kiện địa chất lò chợ 8(43)-3 mức -50/+30 thích hợp áp dụng công nghệkhai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn mềm ZRY

CHƯƠNG 2TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA DỐC

BẰNG GIÀN CHỐNG MỀM TẠI CÁC MỎ TRONG TKV

2.1.1 Công ty than Hồng Thái: Công nghệ được triển khai áp dụng vào thực

tế tại lò chợ II-9-1 Công ty than Hồng Thái từ tháng 7/2015 Trong đó giai đoạn 1khai thác phân tầng +75/+95 với chiều dài lò chợ xiên chéo 40m để làm quen vớicông nghệ Sau khi khai thác lò chợ với chiều dài theo phương khoảng 40m, tiến

hành khai thác giai đoạn 2 bằng cách kéo dài lò chợ phân tầng +75/+95 xuống mức+40 với chiều dài lò chợ từ 80  110m Đến tháng 7/2016 lò chợ đã kết thúc khaithác và chuyển diện sang lò chợ II-9-2 với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ tương tựnhư lò chợ II-9-1 Tổng hợp sản lượng khai thác, năng suất lao động và một số chỉtiêu khác được thể hiện trong các bảng 2.1, 2.2, 2.3 Giá thành phân xưởng của côngnghệ xem bảng 2.4.

2.1.2 Công ty than Uông Bí: Trên cơ sở kết quả bước đầu tại Hồng Thái,

Công ty than Uông Bí đã đưa công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằnggiàn mềm ZRY vào dự án điều chỉnh mỏ Tràng Bạch Khu vực áp dụng là các vỉadốc thuộc mức lò giếng Tràng Khê nên sơ đồ công nghệ khai thác được lựa chọntương tự như tại Công ty than Hồng Thái Công nghệ được triển khai áp dụng đầutiên tại lò chợ 8(43)-4 từ tháng 7/2016 Tại khu vực áp dụng vỉa than có đặc điểmnhư sau: chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 1,9 ÷ 3,6 m (trung bình 2,8 m); chiều dàyriêng than thay đổi từ 0,8 ÷ 3,0 m (trung bình 2,2 m); góc dốc thay đổi từ 50 ÷ 60º(trung bình 58º); vách trực tiếp là tập sét than xen lẫn sét kết với chiều dày từ 0,4 ÷1,4m (trung bình 1,0m) thuộc loại kém ổn định và dễ sập đổ; vách cơ bản là tập bộtkết với chiều dày 11,9 ÷ 18,0m thuộc loại ổn định và sập đổ trung bình Trụ trựctiếp là sét kết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững

2.1.3 Công ty than Mông Dương: Trên cơ sở kinh nghiệm tại Hồng Thái và

Uông Bí, tháng 3/2017 Công ty Cổ phần than Mông Dương đã triển khai áp dụngcông nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn mềm tại lò chợ VM-H10-9 mức -170/-120 vỉa H10 khu Vũ Môn Khu vực lò chợ có điều kiện địa chất

kỹ thuật mỏ như sau: chiều dày vỉa thay đổi từ 1,6 ÷ 2,6m (trung bình 2,2m), gócdốc vỉa thay đổi từ 48 ÷ 50º (trung bình 49º) Vách trụ vỉa là các lớp sét kết, bột kếtthuộc loại ổn định và bền vững trung bình Lò chợ xiên chéo có chiều dài 65m vàđược chống giữ bằng 250 bộ giàn chống mềm loại ZRY16/34L

Cuối năm 2016, Công ty đã phối hợp với Viện KHCN Mỏ lập Dự án đầu tưdây chuyền thiết bị giàn chống mềm cho lò chợ xiên chéo khai thác vỉa than dốc và

đã được Tập đoàn thông qua Theo dự án, sẽ huy động khoảng 0,76 triệu tấn trữlượng vỉa dốc với chiều dày từ 2,0 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º tại mỏ Than Thùng để ápdụng công nghệ; công suất lò chợ bình quân 90.000 tấn/năm; loại giàn chống mềmlựa chọn là ZRY20/35L

Khu vực áp dụng công nghệ đầu tiên tại Công ty là lò chợ lò chợ I-6A-Z1mức +70/+120 thuộc dự án lò giếng mỏ than Nam Mẫu Hiện tại, các đường lòchuẩn bị của lò chợ I-6A-Z1 đã thi công xong Dự kiến vào quý III năm 2017 Công

ty sẽ triển khai áp dụng công nghệ Sản lượng than khai thác bằng công nghệ năm

2017 dự kiến khoảng 40.000 tấn

2.1.5 Công ty than Vàng Danh

Năm 2016, Công ty than Vàng Danh đã phối hợp với Viện KHCN Mỏ lậpnghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chốnggiữ bằng giàn mềm ZRY; Từ kết quả đánh giá đã lựa chọn giàn mềm mã hiệu loạiZRY20/35L để khai thác vỉa dốc có chiều dày từ 2,0 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º tronggiai đoạn từ năm 2017  2022 với trữ lượng 0,5 triệu tấn, công suất trung bình90.000 tấn/năm Đồng bộ thiết bị lò chợ được đầu tư theo Dự án đầu tư thiết bị duytrì sản xuất năm 2017 của Công ty

Khu vực áp dụng đầu tiên là lò chợ I-6-1A mức +60  +105 vỉa 6 khu IGiếng Vàng Danh Hiện nay, công tác đào các đường lò chuẩn bị tại khu vực ápdụng đã thực hiện xong Dự kiến vào quý IV năm 2017 Công ty sẽ triển khai ápdụng công nghệ Sản lượng than khai thác bằng công nghệ năm 2017 dự kiếnkhoảng 33.000 tấn

Ngày 22/3/2017, lò chợ bắt đầu khấu luồng đầu tiên, khi khấu theo phươngđược 5m thì điều kiện địa chất vỉa biến động, chiều dày vỉa chỉ còn từ 1,2 ÷ 1,6m,đôi chỗ chỉ từ 0,8 ÷ 0,9m Chiều dày vỉa mỏng đi và nhỏ hơn giới hạn làm việc củagiàn chống nên phải khoan nổ mìn cắt đá vách, công tác khai thác khó khăn, sảnlượng than khai thác chỉ đạt khoảng 100 tấn/ng.đ, năng suất lao động đạt khoảng 2,0tấn/công Do vậy đến ngày 1/5/2017 Công ty đã quyết định dừng khấu lò chợ VM-H10-9 tháo chuyển giàn mềm sang lắp đặt tại lò chợ VM-H10-10 mức -230/-180vỉa H10 Vũ Môn Hiện tại, lò chợ đã khấu được theo phương được 5m chiều dàyvỉa than tại khu vực lò chợ khoảng 1,7m Sản lượng than khai thác khoảng 200tấn/ng.đ Dự kiến thời gian kết thúc khai thác trong tháng 8 năm 2017

Đầu năm 2017, Công ty than Quang Hanh đã phối hợp với Viện KHCN Mỏlập dự án đầu tư đổi mới thiết bị, vật liệu chống lò chợ bằng giàn mềm phục vụ khaithác vỉa dốc tại mỏ than Ngã Hai Theo dự án sẽ huy động khoảng 0,8 triệu tấn trữlượng vỉa dốc có chiều dày từ 1,6 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º tại mỏ Ngã Hai để áp dụngcông nghệ với công suất lò chợ bình quân 100.000 tấn/năm; loại giàn chống lựachọn là ZRY16/34L Dự án đã được TKV thông qua vào tháng 6/2017

Khu vực áp dụng đầu tiên là lò chợ KN5.2.2 mức -175/-110 khu Nam Hiệntại Công ty đang tiến hành khai thác phần trữ lượng có độ dốc vỉa <45º tại khu vực

lò chợ bằng công nghệ khai thác sử dụng giá thủy lực XDY; dự kiến đến giữa tháng10/2017 sẽ đến khu vực góc dốc ≥45º khi đó sẽ tiến hành thu hồi giá thuỷ lực và lắpđặt giàn chống mềm ZRY để khai thác phần trữ lượng còn lại (khoảng 114.527 tấn)

Dự kiến vào quý IV năm 2017 Công ty sẽ triển khai áp dụng công nghệ

2.1.7 Công ty than Hạ Long

Công ty than Hạ Long đã phối hợp với Viện KHCN Mỏ lập xong hồ sơ dự

án, đang trình Tập đoàn phê duyệt Theo dự án, sẽ huy động khoảng 0,88 triệu tấntrữ lượng vỉa dốc có chiều dày từ 2,0 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º tại mỏ Hà Ráng để ápdụng công nghệ với công suất lò chợ bình quân 90.000 tấn/năm Loại giàn chốngmềm lựa chọn là ZRY20/35L

Khu vực áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giànmềm ZRY đầu tiên tại Công ty than Hạ Long là lò chợ mức -100/-30 khu VI vỉa 13

Hà Ráng Công tác đào lò chuẩn bị tại khu vực lò chợ dự kiến hoàn thành trongtháng 9/2017 Dự kiến vào quý IV Công ty sẽ triển khai áp dụng công Sản lượngthan khai thác bằng công nghệ năm 2017 dự kiến khoảng 15.000 tấn

ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÔNG NGHỆ KHAI THÁC SỬ DỤNG GIÀN CHỐNGMỀM ZRY VỚI CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÙNG ĐIỀU KIỆN

2.1.8 Ưu điểm của công nghệ:

Trên cơ sở kết quả đạt được tại Công ty than Hồng Thái và Uông Bí cho thấycông nghệ có những ưu điểm sau:

- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ tốt hơn so với các công nghệkhai thác vỉa dốc khác áp dụng trong cùng điều kiện như: (1) Sản lượng khai thác vànăng suất lao động của công nghệ cao hơn; (2) Chi phí vật tư thấp; (3) Chi phí mét

lò chuẩn bị và tổn thất than của công nghệ nhỏ

- Công nghệ có quy trình khai thác đơn giản dễ nắm bắt, lò chợ được thônggió theo mạng thông gió chung không phải thông gió cục bộ nên điều kiện làm việctrong lò chợ được cải thiện so với các công nghệ khai thác vỉa dốc khác

- Thiết bị của lò chợ không nhiều, cấu tạo đơn giản, dễ thao tác; do đó côngtác an toàn cho công nhân làm việc trong lò chợ cũng như thiết bị được nâng cao.Các sự cố thường gặp xảy ra trong quá trình sản xuất đều được khắc phục nhanhchóng, đảm bảo cho công tác khai thác ổn định và liên tục

Đánh giá, so sánh công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY với cáccông nghệ khác trong cùng điều kiện thể hiện trong bảng 2.8

bảng 2.8

dọc vỉa phân tầng

Buồng

- lò thượng chéo

Giàn mềm ZRY

- Tương đốiđơn giản

- Đơn giản, quy trìnhCNKT ít công đoạn,

dễ triển khai

-Công suất

lò chợ thấp

- Công suất lòchợ thấp

- Công suất lò chợcao

DVPTphức tạp

- Đơn giản Vận tải than bằng mángtrượt, công tác lắp đặt, tháo dỡ đơngiản

- Thông giócục bộ

- Thông gió bằng hạ

áp chung của mỏ-Tương

đối phức tạp nhưng không phải

- Phức tạp,phải thông gióngược

- Đơn giản

dọc vỉa phân tầng

Buồng

- lò thượng chéo

Giàn mềm ZRY

thông gió ngược

5 Mức độ

an toàn

- An toàn,

do vị trígươngkhấu đượcchống giữchắc chắnbằng giáthủy lực diđộng(nguy cơmất toànchỉ xảy rakhi lò chợkhôngđược củng

cố tốt, bớtxén quytrình, v.v)

- An toàn, do

người tronggương (nguy

cơ mất toànxảy ra khicông nhân

buồng khấusau khi khoan

nổ mìn)

- An toàn, do vị trígương khấu đượcchống giữ chắc chắnbằng giàn chống(nguy cơ mất an toànxảy ra khi công tácchất tải cho giàn thựchiện không tốt)

- Công tácquản lý antoàn thuậnlợi

- Công tácquản lý antoàn khó khăn

- Công tác quản lý antoàn thuận lợi

- Tổn thất lớn - Tổn thất than nhỏ

7 Mức độ - Mức độ - Mức độ đầu - Phải đầu tư giàn

Tiêu chí so sánh

Các công nghệ khai thác Lò

dọc vỉa phân tầng

Buồng

- lò thượng chéo

Giàn mềm ZRY

đầu tư

đầu tưtương đốinhỏ

- Áp dụngđược, vốn đầu

tư ít

- Áp dụng tốt, tuynhiên phải đầu tư lớn

về giàn chống, hệthống cung cấp dịch

- Tổn thấtthan tươngđối lớn

- Tổn thất thantương đối lớn - Tổn thất than nhỏ

- Công tácquản lý vềmặt antoàn thuậnlợi hơn sovới sơ đồcông nghệkhai thácbuồng

- Công tácquản lý về mặt

an toàn khó

thuộc vào ýthức của ngườilao động

- Mức độ an toàn cao,

dễ quản lý về mặt antoàn

- Côngsuất lò chợthấp

- Công suất lòchợ thấp

- Công suất lò chợcao

Từ bảng so sánh cho thấy, công nghệ khai thác sử dụng giàn mềm ZRY cónhiều ưu điểm vượt trội về mặt kỹ thuật, an toàn so với các công nghệ khai thác vỉa

dốc khác trong cùng điều kiện, do đó có thể nhân rộng áp dụng cho những điều kiệnvỉa dốc phù hợp tại các mỏ hầm lò thuộc TKV.

2.1.9 Nhược điểm và một số tồn tại của công nghệ:

Quá trình triển khai áp dụng cũng cho thấy một số nhược điểm tồn tại củacông nghệ như sau:

- Do gương lò chợ xiên chéo, công tác tải than thực hiện trên nền lò cũng làgương khấu, nên các vị trí khấu đồng thời phải bố trí kiểu bậc thang, không thể bố tríkiểu so le và không bố trí được nhiều khay khấu đồng thời để tăng sản lượng lò chợ

- Cũng do gương lò chợ bố trí xiên chéo, đầu lò chợ tiến trước chân lò chợ,gương khấu đồng thời là nền lò chợ, nên công nghệ sẽ không thuận lợi trong điềukiện có nước chảy vào lò chợ

- Công tác lấy phoi khoan khi khoan lỗ mìn theo hướng cắm xuống khó khăn,thời gian khoan dài, tiêu hao vật tư choòng khoan, mũi khoan lớn

- Khi khai thác lò chợ qua có những vị trí chi ều dày nhỏ hơn và lớnhơn giới hạn làm việc của giàn chống phải cắt xén đá vách hoặc bỏ lại phần than trụgây tổn thất

- Lưới che chắn (kể cả lưới nhựa và lưới thép) trải trên giàn có hiệu quả thấp.Qua theo dõi tại các lò chợ áp dụng công nghệ tại Hồng Thái và Uông Bí cho thấylưới trải trên giàn trong quá trình lắp đặt tại đều không dịch chuyển được cùng giànđến vị trí cần thu hồi giàn tại lò nối chân chợ, gây khó khăn cho quá trình thu hồigiàn chống phân tích đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giànchống mềm Zry tại công ty than Uông Bí

2.2 Khái quát chung về các loại giàn chống mềm ZRY

Giàn chống mềm ZRY là loại vì chống dùng trong khai thác vỉa dốc tại các mỏhầm lò có xuất xứ từ Trung Quốc Giàn chống mềm là tổ hợp gồm nhiều giá chống(vì chống), mỗi giá chống có cấu tạo gồm: 3 đoạn (xà nóc, xà che chắn và xà đuôi),được liên kết mềm với nhau bằng các mắt xích Ở bộ phận xà đuôi được bố trí hệthống xilanh - piston thủy lực có tác dụng cho phép thay đổi chiều rộng chống giữ

lò chợ trong một phạm vi nhất định và hỗ trợ công tác điều khiển giàn chống trongquá trình khai thác chống giữ lò chợ

Theo kết cấu, giàn chống mềm được chia làm hai loại: Giàn chống cơ sở và giànchống mở rộng Giàn chống cơ sở là giàn chống có một đoạn xà nóc (hay còn gọi là xàchính) Giàn chống mở rộng được hình thành từ giàn chống cơ sở bằng cách nối dàithêm xà nóc Do vậy, ngoài việc áp dụng để khai thác các vỉa than có chiều dày theomiền làm việc của giàn chống cơ sở, giàn chống mở rộng có thể khai thác những vỉathan có chiều dày lớn hơn miền làm việc của giàn chống cơ sở nhờ sử dụng bộ phậnnối dài xà nóc Tuy nhiên, giàn chống mở rộng cũng chỉ áp dụng để khai thác các vỉathan có chiều dày giới hạn theo miền làm việc của giàn chống mở rộng Tùy theo đặctính của từng loại giàn chống mềm loại ZRY, cho phép khai thác hiệu quả các điềukiện vỉa than dốc nghiêng đến dốc đứng có chiều dày vỉa từ 1,6  6,0m.

Cấu tạo của giàn chống mềm ZRY xem hình 2.1; đặc tính của một số loại giànchống cơ sở và giàn chống mở rộng xem bảng 2.1 và bảng 2.2

a Cấu tạo giàn chống

chống mềm loại ZRY giàn chống mềm loại ZRYb Hình dạng chung của

7c) Không gian lò chợchống giữ bằng giàn chống

5 Piston điều khiển xà đuôi d Kết cấu xích liên kết các vì chống

Hình 2.1 - Giàn chống mềm loại ZRY

TT Mã hiệu giàn chống Chiều dày vỉa áp dụng

5 ZRY35/45L 3,5 ÷ 4,5 Giàn chống cơ sở

Khối lượng

ZRY16/25L ZRY20/30L ZRY36/45L

7 Chiều cao chống giữ của giàn m 1,6  2,5 2,0  3,0 3,6  4,5

8 Chiều dày vỉa áp dụng m 1,6  2,5 2,0 3,0 3,6  4,5

-2.2 Kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY tại Công ty than Uông Bí

Trên cơ sở kết quả áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữbằng giàn mềm ZRY tại Công ty than Hồng Thái và đặc tính điều kiện áp dụng củacác loại giàn chống mềm tại Trung Quốc, năm 2016 Viện KHCN Mỏ kết hợp vớiCông ty than Uông Bí nghiên cứu triển khai áp dụng công nghệ khai thác lò chợxiên chéo chống giữ bằng giàn chồng mềm ZRY vào khu vực lò chợ thuộc vỉa 8(43)khu Tràng Khê Khu vực lò chợ áp dụng thử nghiệm có điều kiện địa chất như sau:

- Vỉa than có cấu tạo đơn giản với chiều dày riêng than từ 0,8 ÷ 3,0m, trung

0 đến 2 lớp đá kẹp, với chiều dày từ 0 ÷ 1,4 m, trung bình 0,6 m Lớp kẹp có thànhphần chủ yếu là sét kết và sét than màu xám đen, phân lớp mỏng Vỉa than có gócdốc thay đổi từ 50 ÷ 60º, trung bình 58º thuộc loại ổn định về góc dốc.

- Vách trực tiếp phía trên vỉa than là lớp sét than xen lẫn sét kết phân bố đềuvới chiều dày từ 0,4 ÷ 1,4m, trung bình 1,0m, cường độ kháng nén trung bình 315kG/cm² thuộc loại kém ổn định Phía trên tập sét kết là vách cơ bản với thành phầnchủ yếu là bột kết với chiều dày 11,9 ÷ 18m, trọng lượng thể tích 2,92 tấn/m²,cường độ kháng nén 529 kG/cm², thuộc loại ổn định trung bình

- Trụ trực tiếp là sét kết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững

Với điều kiện địa chất của lò chợ như trên, Viện KHCN Mỏ và Công ty thanUông Bí lựa chọn giàn chống mềm loại ZRY20/30L để khai thác Hình dạng vàthông số kỹ thuật của giàn chống mềm loại ZRY20/30L xem Hình 2.2 và Bảng 2.3Hình 2.2 Giàn chống mềm ZRY20/30L áp dụng tại mỏ than Uông Bí

a Giàn chống loại ZRY

b Kết cấu xích liên kết các giàn chống

c Lắp đặt giàn chống ngoài mặt bằng Hình 2.2 Giàn chống mềm ZRY20/30L áp dụng tại mỏ than Uông Bí

Bảng 2.3 Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZRY20/30L

10 Trọng lượng mỗi đơn nguyên giá kg 380 ÷ 400

Nguyên lý làm việc của giàn chống mềm loại ZRY20/30L (Hình 2.2), nhưsau: Giàn chống được bố trí lắp đặt trong lò chợ sao cho một đầu của giàn chống

là xà dẫn hướng (1) bám sát vách vỉa than, đầu còn lại là xà đuôi (4) chống trựctiếp xuống trụ vỉa (hoặc nền than) tạo thành 2 điểm chống chính của mỗi vìchống Giàn chống được căn chỉnh sao cho đoạn xà nóc (2) luôn ở trạng thái nằmngang Tùy thuộc vào chiều dày vỉa, chiều cao khoảng không gian làm việc phíadưới giàn chống được duy trì từ 1,6  1,8m Dọc theo chiều dài lò chợ có độ dốc

25  300 so với mặt phẳng ngang, các vì chống được lắp đặt cách nhau 350mm

và được liên kết chắc chắn bằng các mối nối xích tạo thành hệ thống giàn chốngmềm dọc theo chiều dài lò chợ xiên chéo Khi lắp đặt giàn sẽ được trải một lớplưới thép (hoặc lưới nhựa) bao phủ phía trên để ngăn đất đá khỏi rơi vào khônggian làm việc của lò chợ Quá trình khai thác lò chợ sẽ tiến hành khoan nổ mìn,khấu gương thành từng lớp (dải) với tiến độ 0,8m Sau khi khấu than, giàn chốngđược điều khiển di chuyển xuống phía dưới với bước di chuyển tương ứng theotiến độ khấu để chống giữ khoảng không gian lò chợ, sơ đồ công nghệ khai thác,xem hình 2.3 và hình 2.4

a Không gian lò chợ ZRY

Hình 2.3 Không gian chống giữ và công tác khấu than của lò chợ sử dụng giàn

chống mềm loại ZRY20/30L (a, b, c, d, e, f)

1 Lß däc vØa vËn t¶i; 2 Lß däc vØa th«ng giã; 3 Lß chî ¸p dông dµn chèng mÒm lo¹i ZRY;

4 Cóp ®i l¹i vËn chuyÓn; 5 Cóp th¸o than; 6 M¸ng tr ît; 7 M¸ng cµo; 8 Dµn mÒm ZRY;

9 Cét TL§ chuyªn dông; 10 Lß nèi ch©n lß chî ZRY.

8 8

9

9

A

10

Hình 2.4 SĐCN khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm loại

ZRY20/30L tại Uông Bí

Công tác khai thác lò chợ 8(43)-3 được thực hiện làm hai giai đoạn (gai đoạn

1 với chiều dài lò chợ từ 90m -:- 100m, giai đoạn 2 với chiều dài lò chợ 150m).

2.2.1 Công tác chuẩn bị và khấu gai đoạn 1

- Lò thượng thông gió - vận tải mức -50/+30 số 1: Lò được đào từ IIK710 lòdọc vỉa vận tải mức -50 lên lò dọc vỉa thông gió mức +30 Lò có chiều dài 154m,góc dốc 32º được đào theo tiết diện hình vòm, diện tích đào Sđ = 7,3 m2, diện tích

sử dụng Ssd = 5,8 m2, chống bằng thép CBII-17, bước chống 0,7 m/vì, nóc và hông

lò được chèn kín bằng các tấm chèn xương thép

- Mức thông gió +10: Được chuẩn bị bằng lò dọc vỉa thông gió mức +10 đào

từ lò thượng thông gió - vận tải -50/+30 số 1 sang lò thượng thông gió - vận tải mức-50/+30 số 2 Lò có chiều dài 215m, diện tích đào Sđ = 7,3 m2, diện tích sử dụngSsd = 5,8 m2, chống bằng thép CBII-17, bước chống 0,7 m/vì, nóc và hông lò đượcchèn kín bằng các tấm chèn xương thép

- Lò thượng khởi điểm -40/+10: Lò được đào từ lò thượng thông gió - vận tải-50/+30 số 2 (vị trí IIK29, phía hông bên trái của lò thượng thông gió - vận tải -50/+30 số 2) Đoạn chân của lò thượng khởi điểm -40/+10 (12m đầu tiên) được đàobằng, bám vách vỉa, song song và cách lò dọc vỉa vận tải mức -50 khoảng 10m Sau

đó, lò được đào cong trơn lên phía lò dọc vỉa thông gió mức +10 với bán kính congR= 6m Phía sau đoạn cong trơn, lò được đào bám vách, xiên chéo với góc dốc biểukiến β = 25º Lò có chiều dài 115m được đào theo tiết diện hình thang, với diện tíchđào Sđ = 6,4 m2, diện tích sử dụng Ssd = 4,0 m2, chống bằng gỗ (có khuôn gỗ tăngcường), bước chống 0,7 m/vì, nóc và hông lò được chèn bằng gỗ

- Cúp tháo than, đi lại mức -50/-40: Từ lò dọc vỉa vận tải mức -50, tiến hành

đào cúp tháo than - đi lại bám vách vỉa với góc dốc biểu kiến β = 45º lên phía trên

lò dọc vỉa thông gió +10 Các cúp có chiều dài L = 20 m, cách nhau 12-:-14 m,được đào theo tiết diện hình thang, diện tích đào Sđ = 4,0m², diện tích sử dụng Ssd

= 3,0m², chống gỗ với bước chống 0,5 m/vì

b Công tác khai thác và chống giữ lò chợ

Công tác khấu gương được thực hiện bằng khoan nổ mìn, trình tự khấu từ

dưới lên thành từng đoạn có chiều dài 11 m, tiến độ khấu gương 0,8m/chu kỳ (trêntoàn tuyến lò chợ bố trí 03 cặp khấu, mỗi cặp khấu 22m/ca) Công tác nổ mìn đượcthực hiện trong lỗ khoan con có đường kính lỗ khoan Φ42mm, chiều dài lỗ khoan

Lk = 1,2 ÷ 1,5m Chống giữ lò chợ bằng hệ thống các giàn chống mềm ZRY đượcliên kết với nhau dọc gương lò chợ bằng liên kết xích Khoảng cách giữa các giànchống là 350mm, phía trên xà giàn được trải lưới thép giữ ổn định nóc và đảm bảothuận lợi khi thu hồi giàn Phía chân lò chợ luôn duy trì đoạn lò chợ nằm ngang cóchiều dài 16 ÷ 20m, phía đầu lò chợ duy trì đoạn lò chợ nằm ngang có chiều dài 5 ÷15m Sau mỗi chu kỳ khai thác các giàn chống tự dịch chuyển theo hướng khấugương một khoảng cách bằng tiến độ khấu nhờ áp lực đá phá hỏa phía trên giànchống và trọng lượng bản thân giàn chống Theo tiến độ dịch chuyển đó, đoạn lòchợ nằm ngang phía chân sẽ dài thêm và đoạn lò chợ nằm ngang phía lò thông gió

sẽ ngắn đi Vì vậy, sau mỗi chu kỳ khai thác sẽ phải tháo thu hồi bớt các giàn chốngphía chân lò chợ và chuyển lên lắp đặt bổ sung phía lò dọc vỉa thông gió Sơ đồkhoan nổ mìn xem hình 2.5 và biểu đồ tổ chức và bổ trí nhân lực chu kỳ xem hình2.6 và 2.7

Hình 2.5: Hộ chiếu khoan nổ mìn khấu gương lò chợ.

bIÓU §å Tæ CHøC CHU Kú KHAI TH¸C Lß CHî 1 CHU Kú

Thêi gian thùc hiÖn mét chu kú

Tªn c«ng viÖc Ký hiÖu

ChiÒu dµi

lß chî (m)

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Hình 2.6: Biểu đồ tổ chức chu kỳ khai thác lò chợ 1 chu kỳ

bIểU Đồ bố trí nhân lực khai thác lò chợ 1 CHU Kỳ

thời gi an một chu kỳ Nhân lực (ng ời)

Thứ tự ca Tên công việc

Thu hồi máng tr ợt, khoan lỗ mìn

Vận chuyển dàn chống đã thu hồi qua lò chợ

Vận hành băng tải lò dọc vỉa vận tải

c Công tác vận tải than

Than khai thác từ gương lò chợ tự trượt trên máng trượt xuống cúp tháo than

mức -40/-50 và được tháo xuống máng cào lò dọc vỉa vận tải mức -50 Từ lò dọc vỉavận tải mức -50, than được máng cào và băng tải vận chuyển đến thượng thông gióvận tải -150/+30 để vận chuyển ra ngoài theo hệ thống vận tải chung của toàn mỏ

d Công tác thông gió

Được thực hiện nhờ hạ áp chung của toàn mỏ Gió sạch theo hệ thống

đường lò khai thông, chuẩn bị của khu vực lò chợ qua lò dọc vỉa vận tải mức -50,cúp tháo than - đi lại mức -50/-40 lên thông gió cho lò chợ Gió thải từ lò chợ lên lòdọc vỉa thông gió mức +10, thượng thông gió - vận tải mức -50/+30 số 2, lò dọc vỉathông gió mức +30, lò thượng thông gió +30/+145 vỉa 8(43) và hòa vào luồng gióthải chung của mỏ

e Công tác thoát nước

Nước thoát ra từ khu vực khai thác lò chợ tự chảy theo hệ thống rãnh thoát

nước trên các đường lò được thiết kế với độ dốc ra phía ngoài 5‰ và thoát ra ngoàimặt bằng theo hệ thống thoát nước chung của mỏ

2.2.2 Công tác chuẩn bị và khấu giai đoạn 2

Khi khấu lò chợ 8(43)-3 khấu đến cách thượng số 1 mức -50/+30 khoảng 30mtiến hành đào lò thượng thông gió mức +10/+30 với chiều dài 75m chống giữ bằng vìchống gỗ hình thang với diện tích đào Sđ = 6,4 m2, diện tích sử dụng Ssd = 4,0 m2 vàlắp đặt diàn chống ZRY vào đoạn lò thượng này Sau khi lò chợ 8(43)-3 mức -50/+10khấu dịch chuyển vượt qua lò thượng thông gió số 1 đoạn từ mức -50/+10 và hợplong với đoạn lò chợ mức +10/+30 kéo dài lò chợ 8(43)-3 từ 100m lên đến lò chợ dài150m, xem hình 2.8

Qua thời gian áp dụng triển khai trong thực tế, Luận văn tổng hợp sản lượng

và một số chỉ tiêu kỹ thuật công nghệ đạt được của lò chợ 8(43) khu Tràng Khê,xem từ bảng 2.4 và bảng 2.5, bảng 2.6

G.XIa.239 55°

1.60

lß DVPT møc +10 v8(43)-tk ZRY

Lò thu?ng TGVT -50/-40 s? 8

Bảng 2.4 – Tổng hợp sản lượng, năng suất lao động tại lò chợ 8(43)-3

Thời gian

Sản lượng (tấn)

Năng suất lao động (tấn/công) Ghi chú

Giai đoạn 1 lò chợ mức -50/+10 V8(43)-3

Chiều dài lòchợ trungbình 100m

Tổng cộng giai đoạn 2

Bảng 2.5 - Tổng hợp một số chỉ tiêu KTKT đạt được của lò chợ 8(43)-3

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Số lượng

8,1  8,5 8,3

6 Chi phí thuốc nổ cho

118,3  160,1144,7

151,9  168,6161,2

7 Chi phí kíp nổ cho 1000T

409  563473

404  550479

8 Chi phí gỗ cho 1000T

0,1  1,1 0,44

0,2  1,220,68

9 Chi phí nhũ hóa cho

45,7  83,160,0

44,6  86,563,6

Lò chợ 150m

Lò chợ 100m

Lò chợ 150m

Lò chợ 150m

Lò chợ 100m

Lò chợ 150m

Lò chợ được thông gió theo mạng thông gió chung không phải thông gió cục bộ nên

điều kiện làm việc của công nhân trong lò chợ tốt hơn Cán bộ, công nhân thi công

đã thuần thục quy trình khai thác và quản lý tốt công tác an toàn lao động

2.3 Đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY tại lò chợ vỉa 8(43) khu Tràng Khê

Qua thực tế thi công và qua bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản

đã đạt được của công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chốngmềm ZRY tại Công ty than Uông Bí có thể đánh giá như sau:

1 Về sản lượng khai thác và năng suất lao động

Sản lượng khai thác của lò chợ trong giai đoạn 1 với chiều dài lò chợ trungbình 100m đạt từ 1.262  10.224 tấn/tháng, trung bình 8.739 tấn/tháng tươngđương với công suất lò chợ khoảng 100.000 tấn/năm và đạt khoảng 78% theo mứcthiết kế Năng suất lao động trực tiếp tại lò chợ đạt từ 1,7  6,3 tấn/công (trungbình 5,4 tấn/công) đạt khoảng 87% mức thiết kế Khi kéo dài lò chợ lên 150m sảnlượng khai thác than lò chợ đạt từ 11.796-:-14.275T/tháng, trung bình 13.035tấn/tháng, tương đương với công suất lò chợ khoảng 150.000 T/năm, năng suất laođộng đạt từ 8,1-:-8,5 tấn/công trung bình 8,3 tấn/công

So sánh với lò chợ khấu buồng, phá nổ phân tầng và đào lò lấy than trongcùng điều kiện tại Công ty với sản lượng than khai thác từ 30.000  50.000tấn/năm, năng suất lao động từ 2,5  4,5 tấn/công, sản lượng của lò chợ xiên chéochống giữ bằng giàn mềm ZRY cao gấp 1,5  3 lần, năng suất lao động cao gấp 1,3

 2 lần Khi so sánh công suất và năng suất đạt được trong giai đoạn 2 khi chiều dài

lò chợ ZRY là 150m thì hai chỉ tiêu này hoàn toàn vượt trội so với các công nghệkhấu buồng, phá nổ phân tầng và đào lò lấy than

2.Về một số chỉ tiêu chi phí

Các chỉ tiêu khác như chí phí thuốc nổ, kíp nổ, dầu nhũ hoá, gỗ cho lò chợ

áp dụng công nghệ đều tương đương hoặc thấp hơn so với thiết kế Một trong cácchỉ tiêu khác phải kể đến là chi phí mét lò chuẩn bị của công nghệ từ 7,6 17,3m/1000T than và giảm từ 2  5 lần so với chi phí mét lò chuẩn bị của côngnghệ khấu buồng, phá nổ phân tầng và đào lò lấy than trong cùng điều kiện