Bài giảng Khai thác hầm mỏ

Vỏ trái đất được hình thành từ các lớp đá gốc và đất đá phủ (hình 1). Các lớp đá gốc là các các lớp đá nằm tại vị trí thành tạo và không bị phá hủy. Đất đá phủ được hình thành do sự phá hủy các lớp đá gốc, nó có thể nằm tại vị trí thành tạo, cũng có thể bị nước mặt hoặc gió cuốn đi và lắng đọng ở nơi khác. So với các lớp đá gốc, đất đá phủ tương đối bở tơi hơn. Độ dày của lớp đất đá phủ có thể tới 100 m hay lớn hơn. Tất nhiên, trên mặt đất có những chỗ không có đất đá phủ.

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOÁNG SẢN CÓ ÍCH

1.1 Sự tạo thành than và đá mỏ

Vỏ trái đất được hình thành từ các lớp đá gốc và đất đá phủ (hình 1) Các lớp đá gốc là các các lớp đá nằm tại vị trí thành tạo và không bị phá hủy Đất đá phủ được hình thành do sự phá hủy các lớp đá gốc, nó có thể nằm tại vị trí thành tạo, cũng có thể

bị nước mặt hoặc gió cuốn đi và lắng đọng ở nơi khác So với các lớp đá gốc, đất đá phủ tương đối bở tơi hơn Độ dày của lớp đất đá phủ có thể tới 100 m hay lớn hơn Tất nhiên, trên mặt đất có những chỗ không có đất đá phủ

Theo nguồn gốc phát sinh, các lớp đá gốc được chia thành đá magma, đá trầm tích và đá biến chất

Đá magma (còn được gọi là đá phún trào) được hình thành trong quá trình nguội dần magma nóng chảy trong vỏ trái đất hoặc trên mặt đất Đó là các loại đá granit, xienit, điorit, bazan v.v…

Đá trầm tích khác với đá magma là có chứa tàn tích của thực vật và động vật

Nó được thành tạo do sự lắng cặn dạng cơ học, dạng hóa học hay dạng sinh học ở đáy các đầm, hồ hoặc biển Ban đầu đá trầm tích thường có dạng lớp hay vỉa nằm ngang, dày mỏng khác nhau Nhóm đá này bao gồm: than đá, sa thạch, thạch cao, cát, sỏi, đá vôi …

Đá biến chất được hình thành từ hai loại đá trên, do tác động của nhiệt độ và áp suất cao mà bị tách lớp, thay đổi cấu tạo và một số tính chất Đó là đá hoa cương, grafit, gơnai …

Giữa các loại đá cần phân biệt khoáng sản có ích và đá thải

Khoáng sản có ích là các loại đá mỏ có thể khai thác từ lòng đất, nhằm phục vụ những nhu cầu khác nhau của loài người Khoáng sản có ích có thể được sử dụng ở dạng tự nhiên hoặc sau khi đã được chế biến phù hợp

Đá thải là các loại đá vây bọc quanh khoáng sản có ích hoặc nằm xen giữa nó, tùy theo điều kiện khai thác có thể được lấy ra cùng với khoáng sản, nhưng không được sử dụng

Việc phân chia đá mỏ như trên chỉ là quy ước Nếu lấy đá vôi làm thí dụ thì ai cũng thấy rằng, khi khai thác than, đá vôi được coi là đá thải, nhưng trong những điều kiện khác người ta lại chuyên khai thác đá vôi để phục vụ nhu cầu xây dựng và nhiều lĩnh vực khác

Quá trình tạo thành than đá có thể được mô tả như sau: hàng trăm triệu năm về trước, hành tinh của chúng ta còn ở vào thời kỳ khí hậu nóng và ẩm, rất thuận lợi cho việc phát triển các loại thực vật và thế giới động vật, chúng sinh sôi nảy nở tràn lan trong các đầm lầy và đất liền

Hình 1: Cấu tạo vỏ trái đất

1- Đất đá phủ ; 2- Các lớp đá gốc 3- Các vỉa than

Thời này qua thời khác, mặt đất bị các đại dương xâm lấn do chuyển vận của vỏ trái đất, ở đáy đại dương sẽ hình thành các lớp đá trầm tích vùi dập thế giới sinh vật phong phú kia

Khi ôxy của không khí còn có thể xâm nhập vào khối tàn tích của sinh vật, thì

sẽ có quá trình cháy âm ỉ (cháy chậm không có lửa) Đến khi các lớp trầm tích dày dần lên Không khí không thể xâm nhập tiếp tục được nữa, sẽ bắt đầu quá trình phân hủy không có ôxy Từ đó hình thành chất tàn dư rắn có chứa khối lượng lớn cacbon, thành phần chính của than đá

Qua một thời gian dài khác, đến lúc đáy đại dương lại được nâng lên và trở thành đất liền và các hồ, đầm Điều kiện để thế giới sinh vật phát triển lại xuất hiện, quá trình hình thành vỉa than như đã nêu trên sẽ được lặp lại Hiện tượng nâng và hạ đáy đại dương xảy ra nhiều lần, trên nhiều khu vực của vỏ trái đất Chính vì vậy mà ở những khu vực đó ngày nay có nhiều vỉa than riêng biệt, được ngăn cách nhau bởi nhiều lớp đá thải

Khu vực tích tụ tự nhiên khoáng sản có ích trong vỏ trái đất được gọi là khoáng sàng khoáng sản có ích

Khoáng sàng có nhiều vỉa than nằm không cách xa nhau và được ngăn cách bằng các lớp đá thải được gọi là cụm vỉa

Phụ thuộc vào hàm lượng cacbon và các thành phần khác, than được chia thành than nâu, than đá và antraxit

Than nâu chứa 60-70% cacbon và có độ ẩm cao Khả năng sinh nhiệt của nó là 5000-7200 Kcal/kg Khi bảo quản ở ngoài không khí nó bị phong hóa rất nhanh Than nâu được sử dụng như một dạng nhiên liệu, nhiều loại than nâu được dùng làm nguyên liệu để chế biến nhiều loại sản phẩm hóa học

Than đá chứa 75-87% cacbon, khả năng sinh nhiệt của nó là 7500-9000 Kcal/kg Than đá rắn chắc hơn than nâu, khi bị đập nó sẽ vỡ thành các mảnh vụn rời Than đá có mầu đen

Than đá được dùng trong công nghiệp với nhiều mục đích khác nhau Đáng quý hơn cả là các loại than cốc Than cốc khác với các loại than đá khác là khi luyện nó trong các lò chuyên dùng ở nhiệt độ 750-11000C, không có không khí, sẽ nhận được một sản phẩm kết dính đặc biệt, đó chính là cốc Cốc được dùng để luyện gang thép trong các nhà máy luyện kim Khi chưng khô các loại than đá có thể lấy được hắc ín

và nhiều loại sản phẩm dạng khí Những chất này đều có ý nghĩa lớn trong nền kinh tế quốc dân

Antraxit chứa 87-98% cacbon, có ánh bán kim, mầu đen nhung Antraxit rất rắn chắc, khi cháy có ngọn lửa yếu hoặc hoàn toàn không có lửa, hầu như không sinh khói

và không bị kết dính Nó bắt cháy kém hơn than đá và muốn đốt nó phải có một khối lượng không khí lớn, tức là phải tạo một lực thổi mạnh

1.2 Điều kiện dạng nằm, cấu tạo và tính chất của các vỉa than và đá mỏ

Vỉa là thân địa chất dạng tấm có chứa khoáng sản hoặc đá mỏ trầm tích tương đối đồng chất

Hướng của đường giao tuyến giữa vỉa và mặt phẳng ngang (đường AB) được gọi là phương của vỉa, giao tuyến AB được gọi là đường phương

Phương của vỉa được xác định bởi góc phương vị, tức là góc tạo bởi giữa đường phương và đường vĩ tuyến Tất nhiên đối với vỉa hoàn toàn nằm ngang thì khái niệm

Dựa vào giá trị của góc dốc, các vỉa than được chia thành bốn nhóm:

- Vỉa dốc thoải, khi α = 0 ÷ 18o;

- Vỉa dốc nghiêng, khi α = 18 ÷ 35o;

- Vỉa nghiêng - đứng, khi α = 35 ÷ 55o;

- Vỉa dốc đứng, khi α = 55 ÷ 90o.Rất ít khi gặp các vỉa than nằm ngang (α = 0o)

Các lớp đá nằm trên vỉa than được gọi là vách của vỉa Các lớp đá nằm dưới vỉa than được gọi là trụ của vỉa ở các vỉa than dốc đứng còn có các khái niệm tương ứng

là vách treo và vách nằm

Chiều dày của vỉa là khoảng cách giữa vách và trụ của vỉa theo pháp tuyến.Phụ thuộc vào chiều dày, các vỉa than được chia ra thành bốn nhóm:

- Vỉa rất mỏng, khi chiều dày nhỏ hơn 0,7 m;

- Vỉa mỏng, khi chiều dày từ 0,7 đến 1,2 m;

- Vỉa dày trung bình, khi chiều dày từ 1,2 đến 3,5 m;

- Vỉa dày, khi chiều dày vượt quá 3,5 m

Trong thực tế có những vỉa than dày tới 15-20 m, đôi khi còn lớn hơn

Vỉa than ít khi có cấu tạo đồng chất trên toàn bộ chiều dày Thông thường, một vỉa than là tập hợp nhiều lớp than riêng biệt, khác nhau về độ ánh, độ kiên cố, khả năng sinh nhiệt và những tính chất khác Đôi khi các lớp than đó lại bị các lớp đá kẹp ngăn cách (hình 3 a) Chiều dày các lớp đá kẹp thường từ vài cm tới vài chục mm

Trong quá trình khai thác than, các lớp đá kẹp thường bị lấy lẫn cùng với than, chúng làm bẩn và giảm chất lượng của than

Trong các tính chất cơ bản của than cần chú ý tới độ cứng và độ kiên cố

Độ cứng là khả năng chống lại sự đột nhập của các dụng cụ nhọn, thí dụ như đầu búa chèn

Độ kiên cố là khả năng chống lại những dạng phá hủy khác nhau Theo độ kiên

cố người ta phân biệt than mềm yếu, than kiên cố trung bình và than kiên cố

Hình 2: Các yếu dạng nằm của vỉa than

A

B C

D vØa than

Hình 3: Cấu tạo của vỉa than

a- vỉa than phức tạp;

b- vỉa than đơn giản

Các loại than mềm yếu có thể bị tách dễ dàng ra khỏi vỉa bằng các dụng cụ đơn giản, như cuốc chim, xà beng… Muốn tách phá các loại than kiên cố trung bình trở lên, cần phải dùng các loại máy chuyên dùng hoặc nhờ chất nổ

Đá vách và đá trụ của vỉa than thường là sét kết, bột kết, đôi khi là các loại đá kiên cố hơn, như đá vôi và cát kết Những tính chất chính của đá vách và đá trụ là độ kiên cố, độ ổn định, độ rạn nứt và độ dẻo

Đá vôi và cát kết là các loại đá kiên cố và có mức độ ổn định cao, còn các loại

đá sét kết và bột kết có độ ổn định kém hơn và dễ bị phá hủy hơn Nói chung, nếu đá

và trụ của các vỉa than cũng thường có f = 6 - 12

Hệ số kiên cố của đá mỏ theo thang chia của giáo sư Prôtôđiacônốp chỉ là đơn

vị quy ước

Phá hủy địa chất là những biến động dạng nằm ban đầu của các vỉa than hay vỉa

đá, hoặc là những thay đổi về kích thước chiều dày của chúng

Có hai dạng phá hủy địa chất: xảy ra trong thời kỳ hình thành vỉa và xảy ra sau khi vỉa đã có từ trước

Dạng phá hủy đầu tiên là các hiện tượng: vỉa bị vát mỏng dần dần hay đột ngột (hình 4, a), vỉa bị mỏng dần rồi mất hẳn (hình 4, b), vỉa đột tăng chiều dày ở những khu vực nhất định (hình 4, c)

Dạng phỏ hủy địa chất xảy ra sau khi vỉa đó hỡnh thành là cỏc hiện tượng uốn nếp và đứt góy Uốn nếp lồi cú đỉnh quay lờn phớa trờn được gọi là bối tà (hỡnh 5, a), uốn nếp lừm cú đỉnh quay xuống phớa dưới gọi là hướng tà (hỡnh 5, b) Những phần nằm về hai bờn đỉnh của uốn nếp được gọi là cỏnh

Đứt góy cũng cú nhiều dạng: đứt góy thuận (hỡnh 5, c), đứt góy nghịch (hỡnh 5, d), đứt góy ngang (hỡnh 5 ,e), đứt góy ngang chờm (hỡnh 5, f) và v.v…

Cỏc phỏ hủy địa chất đều gõy trở ngại cho cụng tỏc khai thỏc khoỏng sản cú ớch

1.3 Cỏc khỏi niệm về khoỏng sàng quặng

Quặng là khoỏng sản cú ớch chứa kim loại hay khoỏng vật với khối lượng thớch hợp để sử dụng trong cụng nghiệp ở trỡnh độ phỏt triển kinh tế và kỹ thuật đương thời

Cần phõn biệt quặng kim loại và phi kim loại

Quặng kim loại là khoỏng sản cú thể cho lấy ra kim loại đen, kim loại màu, kim loại quý và hiếm, kim loại phúng xạ v.v…

Quặng phi kim loại là khoỏng sản cú thể cho lấy ra cỏc khoỏng vật húa học, phõn bún, vật liệu xõy dựng, vật liệu làm đồ gốm, thủy tinh v.v…

Kim loại hay khoỏng vật ở trong quặng được gọi là thành phần cú ớch của quặng Quặng cú thể cú một hay nhiều thành phần cú ớch và được gọi là quặng đơn kim, quặng đa kim v.v…

Quặng giầu hay quặng nghốo được đỏnh giỏ bằng hàm lượng thành phần cú ớch của chỳng Hàm lượng thành phần cú ớch của quặng kim loại đen và màu được tớnh bằng phần trăm (%), cũn đối với quặng kim loại quý và hiếm thỡ được tớnh bằng gam/tấn

Cũng dựa vào hàm lượng thành phần cú ớch, cũn cần phải phõn biệt khoỏng sàng quặng cụng nghiệp và phi cụng nghiệp Mốc để phõn biệt là hàm lượng cụng nghiệp tối thiểu

Hình 6 Hình dạng của các khoáng sàng quặng

4 1

100

σ

f = n.t

Hình 5

Các phá hủy địa chất

xảy ra sau khi hình

Việc quy định hàm lượng công nghiệp tối thiểu chỉ mang ý nghĩa cục bộ và tạm thời, nó sẽ bị thay đổi ở các điều kiện tự nhiên khác nhau và theo sự phát triển trình độ kinh tế-kỹ thuật của con người

Trong thực tế rất ít gặp các khoáng sàng quặng dạng vỉa đồng đều Chúng thường là các thân quặng dạng mạch không đồng đều hoặc dạng khối phức tạp

Mạch quặng thường là các khe nứt trong vỏ trái đất có chứa khoáng sản (hình 6a) Thân quặng dạng khối có nhiều loại: dạng ổ (hình 6b), dạng thấu kính (hình 6c), dạng trục, dạng bướu v.v…

So với khoáng sàng than, khoáng sàng quặng có những đặc điểm địa chất riêng

Đó là: các yếu tố dạng nằm (góc dốc, chiều dày) không ổn định; có nhiều phá hủy địa chất; quặng và các loại đá vây bọc thường có độ kiên cố lớn; hàm lượng thành phần có ích trong thân quặng không ổn định; ranh giới cách biệt thân quặng với đá vách và trụ không rõ ràng; kích thước theo phương của khoáng sàng quặng tương đối nhỏ, nhưng kích thước theo độ sâu thì lại lớn và v.v…

Các thân quặng được phân loại theo chiều dày như sau:

- Rất mỏng, có chiều dày tới 0,6 ÷ 0,8 m;

- Mỏng, có chiều dày từ 0,6 ÷ 0,8 đến 3 m;

- Dày trung bình, có chiều dày từ 3 đến 6 ÷ 8 m;

- Dày, có chiều dày từ 6 ÷ 8 đến 15 ÷ 20 m;

- Rất dày, có chiều dày lớn hơn 15 ÷ 20 m

Theo góc dốc các thân quặng được phân loại giống các vỉa than

CHƯƠNG 2 CÁC CÔNG TRÌNH CỦA MỎ HẦM LÒ

2.1 Tổng đồ mặt bằng của mỏ hầm lò

Tổng đồ mặt bằng là tập hợp các tòa nhà, công trình và thiết bị dùng để trục tải, tiếp nhận, phân loại hoặc chế biến và tiêu thụ khoáng sản có ích; nhận và thải đá; thông gió cho hầm lò; cung cấp năng lượng cho các công tác mỏ và phục vụ đời sống cho công nhân và cán bộ

Tổng đồ mặt bằng gồm ba khối chính: khối giếng chính, khối giếng phụ và khối hành chính, phục vụ Ngoài ra trong tổng đồ mặt bằng còn có các tòa nhà và công trình riêng biệt

Hình 7 Tổng đồ mặt bằng của mỏ than hầm lò

1- khối giếng chính cùng trạm chất tải than không có bunke ; 2- khối giếng phụ ; 3- nhà máy trục của giếng chính và giếng phụ ; 4- khối hành chính-phục vụ ; 5- trạm quạt ; 6- trạm biến thế điện ; 7- kho vật liệu ; 8- bể chứa nước phòng cháy ; 9- nhà để tàu điện; 10- trạm ga đường sắt ; 11- trạm chất tải đá thải

Do đặc điểm công nghệ và yêu cầu chuyên môn không thể ghép chung thành khối Đó là trạm quạt gió chính, trạm biến thế điện, kho thuốc nổ, bể chứa nước v.v…

Khối giếng chính gồm có các công trình và tổ hợp thiết bị để nhận than và đá thải, trạm chất than vào các toa xe đường sắt, trạm thải đá và nhà đặt máy trục tải

Khối giếng phụ dùng để vận chuyển người, cung cấp vật liệu và thiết bị cho hầm lò, trao đổi goòng cho thùng cũi Ngoài ra trong khối giếng phụ còn có các nhà xưởng sửa chữa cơ-điện, kho vật liệu, nhà đặt máy trục tải Nếu mỏ cần sử dụng năng lượng khí nén, thì ở khối này còn có thêm trạm máy nén khí

Cũng có thể ghép tháp giếng chính và tháp giếng phụ vào hai khối kể trên, mặc

dù không phải lúc nào chúng cũng liên hệ về kết cấu với các tòa nhà trên mặt bằng

Khối hành chính-phục vụ gồm có các phòng giao ca của các phân xưởng, phòng họp, các phòng ban quản lý xí nghiệp, trạm y tế, nhà đèn, nhà tắm, nhà ăn v.v…

Trạm quạt gió chính thường được xây dựng riêng biệt ở gần giếng chính và liên

hệ với nó bằng các rãnh ngầm dẫn gió chuyên dùng

Hiện nay, khi xây dựng các mỏ hầm lò mới người ta thường áp dụng cách giao than nguyên khai trực tiếp vào các toa xe đường sắt, như vậy đỡ phải xây dựng các bunke

8

3 2

6 4

1

5 7

10 9

11

Chứa và kho than dự phòng trên mặt đất tức là giảm được đáng kể vốn đầu tư xây dựng mặt bằng Song muốn thế, công tác vận tải đường sắt phải được tổ chức chặt chẽ, đảm bảo cho mỏ hoạt động liên tục

Trong phần lớn các mỏ, lượng đá thải được chuyển lên mặt đất khá lớn, có thể chiếm tới 15-20% khối lượng khoáng sản khai thác được

Số đá thải này thường được chuyển đến bãi thải nằm trong hoặc ngoài phạm vi

mỏ bằng ôtô hoặc bằng các thiết bị vận tải khác

2.2 Các công trình dưới đất của mỏ hầm lò:

Phần lớn các công trình dưới đất của mỏ hầm lò đều có chiều dài lớn hơn nhiều

so với kích thước tiết diện của chúng, đó là các đường lò mỏ

Theo vị trí không gian các đường lò mỏ được chia thành ba nhóm: các đường lò thẳng đứng, các đường lò nằm nghiêng và các đường lò nằm ngang

Hình 8 Các đường lò mỏ

1- giếng đứng chính ; 2- giếng đứng phụ ; 3- phỗng ; 4- giếng mù ; 5- giếng thông gió ; 6- giếng nghiêng ; 7- lò thượng ; 8- lò hạ ; 9- lò trượt ; 10- lò hạ phụ ; 11- lò xuyên vỉa trong than ; 12- giếng nghiêng thông gió ; 13- lò bằng ; 14- lò dọc vỉa ; 15-

lò xuyên vỉa; 16- lò song song ; 17- họng sáo

Các đường lò thẳng đứng bao gồm: giếng đứng, phỗng, giếng mù và giếng thông gió

Giếng đứng là đường lò thẳng đứng, có lối thông trực tiếp ra mặt đất, dùng để trục tải khoáng sản, người và vật liệu, đồng thời còn dùng để thông gió cho mỏ (hình 8) Cần phân biệt giếng đứng chính và giếng đứng phụ Giếng chính dùng để trục tải khoáng sản lên mặt đất và còn là đường thoát gió bẩn, cũng có khi còn được dùng để trục đá thải lên mặt đất Giếng phụ dùng để vận chuyển người, đưa vật liệu và thiết bị vào mỏ, dẫn gió sạch vào mỏ và cũng có khi được dùng để trục đá thải lên mặt đất thay cho giếng chính

Phỗng là đường lò thẳng đứng, không có lối thông trực tiếp lên mặt đất, dùng

để vận chuyển khoáng sản từ mức cao hơn xuống mức thấp hơn, cũng dùng để vận chuyển người, vật liệu và thiết bị

5

7 11

12

8

8 A

A 14 14

14

14 15

9 15

Giếng thông gió là đường lò thẳng đứng, có lối thông trực tiếp ra mặt đất, chủ yếu làm đường thoát gió bẩn cho mỏ, cũng có thể là đường cấp vật liệu và thiết bị vào mỏ

Các đường lò nằm nghiêng gồm có: giếng nghiêng, giếng nghiêng thông gió, lò thượng, lò hạ, lò trượt, họng sáo

Giếng nghiêng là đường lò nằm nghiêng, có lối thông trực tiếp ra mặt đất, có công dụng giống như giếng đứng Như vậy, cũng cần phân biệt giếng nghiêng chính và giếng nghiêng phụ Góc nghiêng của giếng thường phù hợp với góc nghiêng hoạt động của loại thiết bị vận tải được sử dụng trong giếng Nếu dùng băng tải để vận chuyển khoáng sản theo giếng nghiêng lên mặt đất, thì nó có dộ dốc không vượt quá 180 Còn nếu dùng trục tải cáp kéo goòng, thì độ dốc của giếng không vượt quá 250

Giếng nghiêng thông gió là đường lò nằm nghiêng, có lối thông trực tiếp ra mặt đất, thường có chiều sâu tương ứng với độ dày của lớp đất đá phủ Công dụng của nó cũng giống như giếng đứng thông gió

Lò thượng là đường lò nằm nghiêng theo vỉa than, không có lối thông trực tiếp

ra mặt đất Tùy theo công dụng người ta phân biệt lò thượng chính và lò thượng phụ

Lò thượng chính dùng để vận chuyển khoáng sản theo chiều dốc xuống nhờ các thiết

bị vận tải Lò thượng phụ được đào song song với lò thượng chính và dùng để làm lối

đi cho công nhân, nó cũng là đường cấp vật liệu, thiết bị và gió sạch cho các khu khai thác

Lò hạ là đường lò nằm nghiêng theo vỉa than, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, dùng để vận chuyển khoáng sản theo chiều từ dưới lên trên Giống lò thượng, cần phân biệt lò hạ chính và lò hạ phụ

Lò trượt là đường lò nằm nghiêng, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, dùng

để thả khoáng sản hoặc vật liệu bằng cách tự chảy

Họng sáo là đường lò nằm nghiêng theo vỉa, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, thường được đào ngược chiều dốc, nối thông các lò dọc vỉa với nhau Họng sáo dùng để thông gió, làm lối đi và để vận chuyển khoáng sản hoặc vật liệu

Các đường lò nằm ngang gồm có: lò bằng, lò xuyên vỉa, lò xuyên vỉa trong than, lò dọc vỉa, lò song song Thường các lò này không được đào nằm ngang hoàn toàn, mà chúng có độ dốc 4 ÷ 5 ‰ để tiện lợi cho việc vận tải bằng đường goòng và dễ thoát nước

Lò bằng là đường lò nằm ngang, có lối thông trực tiếp ra mặt đất, có công dụng như giếng đứng và giếng nghiêng Cũng theo công dụng lò bằng được phân biệt thành

lò bằng chính và lò bằng phụ

Lò xuyên vỉa là đường lò nằm ngang, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, thường được đào thẳng góc hoặc chéo một góc nào đó với phương của vỉa, có tác dụng nối thông giếng đứng, giếng nghiêng… với các vỉa than, hoặc liên hệ các vỉa than trong một cụm vỉa với nhau Theo công dụng người ta phân biệt lò xuyên vỉa vận tải

và lò xuyên vỉa thông gió

Lò xuyên vỉa trong than là đường lò nằm ngang, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, thường được đào trong vỉa than dày, dùng để liên hệ trụ với vách của vỉa

Lò dọc vỉa là đường lò nằm ngang, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, thường được đào theo phương của vỉa Theo công dụng, cần phân biệt lò dọc vỉa vận tải và lò dọc vỉa thông gió Lò dọc vỉa có thể được đào theo vỉa than, cũng có thể được đào trong đá trụ, song song với phương của vỉa Loại lò dọc vỉa thứ hai được gọi là lò dọc vỉa đá

Lò song song là đường lò nằm ngang, không có lối thông trực tiếp ra mặt đất, được đào trong vỉa than, song song và gần với lò dọc vỉa vận tải hay lò dọc vỉa thông gió với mục đích phụ trợ cho chúng

Ngoài các đường lò đã kể trên, có một số đường lò khác không thể ghép riêng vào bất kỳ nhóm đường lò nào, thí dụ như lò nối, lò cắt và lò chợ

Lò nối là đường lò nằm ngang hoặc nghiêng, được đào để nối thông các cặp đường lò đi song song với nhau (các cặp giếng nghiêng, lò thượng, lò hạ, lò dọc vỉa…) nhằm mục đích thông gió thuận lợi trong quá trình đào chúng Lò cắt là đường lò nằm nghiêng hoặc ngang, được đào theo vỉa than, nối thông lò dọc vỉa vận tải và lò dọc vỉa thông gió với nhau hoặc song song với chúng Lò cắt là tiền thân của lò khai thác

Lò khai thác là đường lò được hình thành do việc trực tiếp khấu khoáng sản Khi lò khai thác có gương khá dài, lớn hơn 10 m và có thể tới 200-300 m, thì nó được gọi là lò chợ Tùy từng trường hợp cụ thể lò chợ có thể nằm nghiêng theo chiều dốc của vỉa, có thể nằm ngang theo phương vỉa, cũng có thể nằm chéo một góc nào đó với phương vỉa

Trong mỏ hầm lò còn có một số công trình ngầm khác không thuộc về khái

niệm "đường lò" đó là: buồng, hầm, trạm, kho, sân ga, sân giếng.

Buồng, hầm là những công trình ngầm có chiều dài tương đối không lớn so với kích thước mặt cắt ngang của chúng và dùng để lắp đặt máy móc, thiết bị, bảo quản các loại vật liệu và phục vụ các nhu cầu khác

Phần lớn các buồng, hầm được bố trí ở gần các giếng mỏ Tên gọi của chúng thường phù hợp với công dụng, thí dụ như: buồng đợi xe, trạm y tế, hầm máy bơm, buồng tời, trạm điện, kho thuốc nổ v.v…

Sân ga là những công trình ngầm được xây dựng ở những khu vực các đường lò nằm ngang cắt qua các đường lò nằm nghiêng với mục đích vận tải, phổ biến là khi các lò dọc vỉa cắt qua các lò thượng hay lò hạ

Sân giếng là tập hợp các đường lò và buồng, hầm ở gần giếng đứng hoặc giếng nghiêng, có vai trò nối thông giếng với các đường lò vận tải và thông gió nhằm phục

vụ các hoạt động trong mỏ hầm lò

2.3 Các bước hoạt động của mỏ hầm lò

Các công tác khấu khoáng sản và đá mỏ, đào và chống giữ các đường lò được gọi là các công tác mỏ

Trong các mỏ than và quặng hầm lò, thứ tự thực hiện các công tác mỏ gồm ba bước chính: mở vỉa ruộng mỏ, chuẩn bị ruộng mỏ và khai thác khoáng sản

Mở vỉa ruộng mỏ là việc đào và chống giữ tập hợp các công trình hầm lò, tạo lối thông từ mặt đất tới khoáng sàng hoặc một phần của nó, đảm bảo khả năng đào được các đường lò chuẩn bị

Các đường lò dùng để mở vỉa cho ruộng mỏ được gọi là các đường lò mở vỉa Chi phí đào chúng được tính vào vốn kiến thiết cơ bản của xí nghiệp mỏ

Chuẩn bị ruộng mỏ là thứ tự đào các đường lò sau khi mở vỉa để hình thành các khu khai thác Các đường lò này được gọi là các đường lò chuẩn bị

Khai thác khoáng sản là các công tác được tiến hành nhằm trực tiếp lấy khoáng sản với số lượng lớn và liên tục

Để đảm bảo tính liên tục của các công tác khai thác, ngoài các đường lò vận tải

và thông gió chính của khu khai thác thường phải đào thêm các đường lò phụ trợ đi

Trong khái niệm mỏ hầm lò phải kể cả các công trình trên mặt đất và tập hợp các công trình hầm lò trong phạm vi ruộng mỏ.

Ruộng mỏ là khoáng sàng hay một phần khoáng sàng dành cho một doanh

nghiệp mỏ hoạt động khai thác Trường hợp khoáng sản là than, tương ứng "ruộng mỏ" còn dùng thuật ngữ "ruộng than".

CHƯƠNG 3 CÔNG TÁC KHOAN NỔ MÌN TRONG MỎ THAN HẦM LÒ

Việc khai thác các khoáng sản rắn thường đi liền với việc tách phá khoáng sản hoặc đá mỏ ra khỏi khối nguyên và đập vụn chúng để dễ dàng xúc bốc và vận chuyển Trong nhiều trường hợp, các công đoạn kể trên được thực hiện nhờ công tác khoan nổ mìn

Công tác khoan nổ mìn ở riêng từng đường lò được tiến hành tuân theo một tài liệu kỹ thuật đặc biệt, đó là hộ chiếu khoan nổ mìn được thiết kế riêng cho đường lò

Bản chất của phương pháp khoan nổ mìn là ở gương lò người ta khoan các lỗ khoan nhỏ, có độ sâu tới 7m và đường kính 40 ÷ 75 mm, sau đó nạp các thỏi thuốc nổ, rồi gây nổ

Sau khi nạp thuốc nổ, khoảng trống còn lại của lỗ mìn, kể từ khối thuốc nổ đến miệng lỗ mìn, được chất kín bằng vật liệu trơ, đó là nút lỗ mìn "Trơ" có nghĩa là không có khả năng bắt cháy khi xuất hiện nhiệt độ cao trong quá trình nổ mìn Nút lỗ mìn thường là cát pha lẫn bột đất sét

Sau khi nổ mìn, chất nổ chuyển tức thời thành các chất khí với khối lượng lớn

và dãn nở mãnh liệt dưới tác động của nhiệt độ cao, tạo thành công cơ học tách phá khoáng sản hoặc đá ra khỏi khối nguyên và làm vụn chúng

Ngoài các lỗ mìn nhỏ, ở các mỏ quặng hầm lò còn sử dụng các lỗ mìn lớn có chiều sâu đạt tới vài chục mét và đường kính lớn tới vài trăm milimét Trong phạm vi chương này chúng ta chỉ xem xét phương pháp nổ các lỗ mìn nhỏ

độ dài của đuôi choòng và lỗ thông dọc thân choòng để dẫn nước hoặc khí nén vào đáy lỗ khoan nhằm lấy phoi

Hình 9 Choòng của khoan xoay (a) và của khoan xoay-đập (b)

Khi khoan xoay, đá ở đáy lỗ khoan bị phá hủy bởi các cạnh cắt của mũi khoan

và bị đẩy ra khỏi lỗ khoan bởi rãnh xoắn của thân choòng

Để khoan các lỗ mìn nhỏ trong than hoặc đá mềm yếu có thể sử dụng máy khoan điện cầm tay (hình 10)

a b

3

Để khoan cỏc lỗ mỡn trong đỏ cú độ kiờn cố trung bỡnh thường sử dụng giỏ khoan điện (hỡnh 11)

Hỡnh 12: Khung đỡ mỏy khoan điện

Để gắn mỏy khoan điện vào giỏ khoan cú thể sử dụng khung đỡ mỏy khoan Giỏ khoan được dựng kớch vào giữa nền và núc đường lũ Dựng khung đỡ mỏy khoan, cú thể lắp chỳng bằng bulụng vào thành của cỏc loại mỏy xỳc bốc

Để khoan cỏc lỗ mỡn trong đỏ cú độ kiờn cố từ trung bỡnh trở lờn cần sử dụng cỏc loại bỳa khoan khớ nộn, hoạt động theo nguyờn tắc đập - quay

Bỳa khoan khớ nộn cầm tay (hỡnh 14) được chế tạo theo nhiều cỡ khỏc nhau,

cú trọng lượng từ 10 đến 40 kg Trong khi khoan, thợ khoan cú thể dựng tay để giữ bỳa hoặc cũng cú thể dựng giỏ đỡ bỳa hoạt động bằng khớ nộn Bỳa khoan cầm tay dựng để khoan cỏc lỗ mỡn nằm ngang hoặc nghiờng

Hình 14 Búa khoan hoạt động bằng khí nén

Hình 11: Giá khoan điện

1- máy khoan điện;

2- giá đỡ kiểu kích ống lồng;

3- cần điều khiển;

4- trục chính của máy khoan

4 1

2 3

Hình 13 Mũi khoan điện

a- để khoan than;

b- để khoan đá.

Tất cả các loại chất nổ dùng trong công nghiệp mỏ được chia thành ba nhóm theo quy tắc an toàn:

1 Chất nổ chỉ dùng cho khai thác lộ thiên;

2 Chất nổ dùng cho mỏ hầm lò và lộ thiên, trừ các mỏ hầm lò nguy hiểm về khí và bụi

3 Chất nổ dùng cho mỏ hầm lò và lộ thiên, kể cả các mỏ hầm lò nguy hiểm về khí và bụi

Các chất nổ thuộc hai nhóm đầu là chất nổ không an toàn Chất nổ thuộc nhóm thứ ba là chất nổ an toàn, nó lại được phân chia tiếp thành:

- Loại dùng để phá than và đá;

- Loại chỉ dùng để phá đá

Để dễ phân biệt các loại thuốc nổ nêu trên, người ta quy định màu sắc của bao gói các thỏi thuốc Khi dùng phương pháp nổ các lỗ mìn nhỏ trong điều kiện hầm lò, chất nổ được đóng gói sẵn ở dạng thỏi hình trụ, trong vỏ chống ẩm Đường kính các thỏi thuốc nổ thường là 32, 36, 40 và 45mm, trọng lượng của chúng là 200, 300g

Các chất nổ trong cả ba nhóm cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây: có

đủ sức công phá cần thiết, dễ nổ nhờ kíp nổ và an toàn trong bảo quản, vận chuyển và

Thông thường, người ta sử dụng cách nạp mìn thứ nhất vì dễ dàng thao tác hơn

cả ở mỗi gương lò, số lượng, chiều sâu và hướng khoan của các lỗ mìn được lựa chọn dựa vào các tính chất cơ-lý của đá, hình dạng và diện tích của gương lò cần nổ mìn

Các lỗ mìn ở gương lò được chia thành: các lỗ mìn tạo rạch, các lỗ mìn phụ và các lỗ mìn tạo biên (hình 19)

Thứ tự nổ các lỗ mìn như sau: đầu tiên cần nổ các lỗ mìn tạo rạch để tạo thêm mặt lộ cho khối đá cần nổ ở gương lò, như vậy tăng được hiệu suất công phá của các

lỗ mìn khác Tiếp theo, cho nổ các lỗ mìn phụ để tiếp tục phá đá ở gương Cuối cùng,

để tạo hình dạng cần thiết của tiết diện đường lò, cho nổ các lỗ mìn tạo biên Thứ tự nổ như trên được thực hiện bằng cách sử dụng các kíp nổ chậm vi sai

a

b

1 2

3 5 6 4 7 8

Hình 19 Các sơ đồ bố trí lỗ mìn ở gương lò

1- các lỗ mìn tạo rạch; 2- các lỗ mìn phụ; 3- các lỗ mìn tạo biên

Phụ thuộc vào cấu tạo và tính chất của đá mỏ có thể tạo rạch theo hình chóp (hình 19, a), hình nêm đứng (hình 19, b), hình nêm ngang (hình 19, c), dạng khe rạch (hình 19, d) hoặc hình lăng (hình 19, e và f)

Để nâng cao hiệu quả của công tác nổ mìn, có khi người ta còn khoan thêm ở giữa gương lò một hay hai lỗ khoan lớn với đường kính tới 300 mm, nhằm tạo thêm mặt thoáng ở gương lò (hình 19, f)

CHƯƠNG 4

MỞ VỈA CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ VÀ CÁC HỆ THỐNG KHAI

4.1 Các khái niệm cơ bản về mở vỉa và chuẩn bị ruộng than

Trong ruộng than có thể có một hay nhiều vỉa than, ruộng than có các biên giới theo chiều dốc (trên và dưới) và theo phương của vỉa (sườn) Nếu vỉa than nằm đều đặn thì ruộng than có dạng hình chữ nhật, nếu vỉa nằm không đều thì ruộng than sẽ có hình dạng không đều tương ứng Nhiều khi biên giới của ruộng than là những đứt gãy địa chất lớn

Kích thước theo phương của ruộng than thường từ vài trăm mét đến 8-10 km, còn theo chiều dốc thì thường từ 100 m đến 3 - 4 km Nói chung, kích thước của ruộng than phụ thuộc vào số vỉa than trong ruộng mỏ, độ dày của các vỉa than, mức độ phá hủy địa chất… ở những khoáng sàng than có nhiều vỉa dày với trữ lượng dồi dào, thì

có thể giảm bớt phần nào kích thước theo phương của ruộng than

Khối lượng khoáng sản của ruộng than được đánh giá bằng trữ lượng, thường được tính bằng triệu tấn

Tổng trữ lượng có trong ruộng than được gọi là trữ lượng địa chất (Zđc) Theo giá trị kinh tế của than, trữ lượng địa chất được chia thành trữ lượng trong bảng cân đối (Ztb) và trữ lượng ngoài bảng cân đối (Znb), tức là:

Zđc = Ztb + Znb Trữ lượng khoáng sản trong bảng cân đối là trữ lượng có thể khai thác và sử dụng một cách kinh tế, phù hợp với bảng cân đối khoáng sản của nhà nước

Trữ lượng ngoài bảng cân đối là phần khoáng sản có số lượng ít hoặc chất lượng kém, khó khai thác và sử dụng không kinh tế

Theo điều kiện thăm dò tỉ mỉ hay khái quát, trữ lượng khoáng sản được chia thành bốn cấp: A, B, C1 và C2 Trong thiết kế khai thác người ta chỉ dựa vào ba cấp thăm dò A, B, C1 để tính trữ lượng địa chất

Trong quá trình khai thác, không phải tất cả trữ lượng trong bảng cân đối được lấy ra hết Do đó, các xí nghiệp mỏ được thiết kế theo trữ lượng thấp hơn, do tổn thất khoáng sản, đó là trữ lượng công nghiệp (Zcn):

Zcn = Ztb - Ztt ,trong đó:

4.2 Chuẩn bị ruộng than

Có nhiều phương pháp chuẩn bị ruộng than, nhưng thông dụng hơn cả là hai phương pháp: chia ruộng than thành các tầng và chia ruộng than thành các khoảnh ở đây chúng ta chỉ xét tới hai phương pháp này

4.2.1 Chia ruộng than thành các tầng

Tầng là một phần của ruộng than, được giới hạn theo chiều dốc bởi các lò dọc vỉa vận tải và thông gió của chính nó (lò 5 và lò 6 trên hình 55), còn theo phương thì được giới hạn bởi các biên giới sườn của ruộng than

Trên hình 55, các giếng đứng, lò thượng và lò hạ được đào ở khoảng giữa ruộng than, chúng phân chia ruộng than thành hai cánh Như vậy mỗi tầng của ruộng than cũng có hai cánh Cánh là phần của ruộng than (hay của tầng) nằm về một phía kể từ mặt phẳng đứng vuông góc với phương vỉa, cắt qua giếng đứng, giếng nghiêng, lò thượng hay lò hạ…

Tầng có thể có một gương lò chợ hoạt động trên cả chiều cao nghiêng của nó (cánh phải của tầng I, hình 55), hoặc có thể có 2-3 gương lò chợ khi chiều cao nghiêng của tầng khá lớn (cánh trái của tầng I, hình 55) Trong trường hợp thứ hai người ta gọi tầng được chia thành các phân tầng Khi đó, ngoài các lò dọc vỉa vận tải (5) và thông gió (6) của tầng, cần phải đào thêm một số đường lò chuẩn bị khác: các lò thượng trung gian chính và phụ (7) và các lò dọc vỉa trung gian (8)

Các tầng trong ruộng than có thể được khai thác lần lượt theo chiều từ trên xuống dưới, hoặc từ dưới lên trên, hay theo cách hỗn hợp Phổ biến hơn cả là thứ tự khai thác từ trên xuống dưới, bởi vì lúc đó dễ dàng bảo vệ các lò dọc vỉa vận tải của tầng và việc thoát khí mêtan cũng thuận lợi hơn

Ở mỗi tầng, theo phương vỉa có thể khai thác than theo chiều từ trung tâm đến biên giới của ruộng than (chiều khấu đuổi), hoặc theo chiều ngược lại (khấu dật)

Hình 55 Chuẩn bị ruộng than theo phương pháp chia tầng

1- Giếng chính; 7- Các lò thượng trung gian;

2- Giếng phụ; 8- Lò dọc vỉa trung gian;

3- Giếng thông gió; 9- Lò cắt;

4- Lò thượng chính; 10- Lò chợ;

5- Lò dọc vỉa vận tải; 11 và 11'- Lò thượng phụ và lò hạ phụ;

6- Lò dọc vỉa thông gió; 12- Lò hạ chính.

Thông thường tầng thứ nhất được khấu đuổi, còn các tầng khác được khấu dật Như vậy rút ngắn được thời gian đưa mỏ vào sản xuất (hình 56)

Lò dọc vỉa vận tải của tầng thường được đào theo vỉa than Nhưng khi vỉa than

có tính tự cháy, hay đá vách và đá trụ của vỉa kém bền vững, đặc biệt là ở các vỉa than dày, thì lò dọc vỉa của tầng được đào trong đá trụ

4.2.2 Chia ruộng than thành các khoảnh

Khoảnh là một phần của ruộng than, được giới hạn theo chiều dốc bởi biên giới của ruộng than và một trong hai lò dọc vỉa chính, còn theo phương được giới hạn bởi ranh giới giữa các khoảnh hay biên giới của ruộng than

Trên hình 57 là một thí dụ chia ruộng than thành 8 khoảnh, trong đó có bốn khoảnh thuộc lò thượng và bốn khoảnh thuộc lò hạ

Ở mỗi khoảnh, các công tác khai thác được tiến hành ở các dải Dải trong khoảnh giống như tầng trong ruộng than, mỗi cánh của dải có thể có một hay hai gương lò chợ hoạt động; trong trường hợp thứ hai dải được chia thành các phân dải

II I

IV V

A - A

7 8

4 9

Thứ tự khai thỏc cỏc dải trong một khoảnh tương tự như thứ tự khai thỏc cỏc tầng trong ruộng than Cũn thứ tự khai thỏc cỏc khoảnh thỡ thường theo chiều xuụi, lần lượt từng đụi khoảnh đối xứng nhau, tức là: đầu tiờn khai thỏc cỏc khoảnh I và Ia , tiếp theo là II và IIa, rồi đến III và IIIa, cuối cựng là IV và IVa.

4.2.3 So sỏnh hai phương phỏp chuẩn bị ruộng than chia tầng và chia khoảnh, phạm vi ỏp dụng của chỳng

So với phương phỏp chuẩn bị chia tầng, phương phỏp chia khoảnh cú ưu điểm:

- Cú khả năng tạo nhiều lũ chợ để tăng sản lượng khai thỏc của mỏ;

- Cú một mức khai thỏc nờn chỉ cú một bậc trục tải

Bờn cạnh đú lại cú cỏc nhược điểm là:

- Cần phải đào và bảo vệ nhiều lũ nghiờng (lũ thượng, lũ hạ), cho nờn yều cầu vốn kiến thiết cơ bản lớn;

- Mạng cỏc đường lũ của mỏ phức tạp, gõy khú khăn cho cụng tỏc thụng giú mỏ

Phương phỏp chuẩn bị chia ruộng than thành cỏc tầng được ỏp dụng cho mọi gúc dốc của cỏc vỉa than và khi kớch thước theo phương của ruộng than khỏ hạn chế (dưới 4 km)

Phương phỏp chuẩn bị chia khoảnh được ỏp dụng khi khai thỏc cỏc vỉa nằm ngang, cỏc vỉa dốc thoải (giới hạn hoạt động của băng tải), cỏc vỉa cú kớch thước theo phương lớn hoặc cú nhiều đứt gẫy địa chất Trong trường hợp cuối cựng, những khu vực nằm giữa cỏc tuyến đứt gẫy địa chất được coi là cỏc khoảnh

Hình 57 Chia ruộng than thành các khoảnh

1- Giếng chính; 2- Giếng phụ; 3- Lò dọc vỉa vận tải chính; 4- Lò dọc vỉa thông gió chính; 5- Lò thượng; 6 và 6 ' - Lò thư ợng phụ và lò hạ phụ; 7-

Lò dọc vỉa vận tải của dải; 8- Lò dọc vỉa thông gió của dải;

9- Lò dọc vỉa trung gian; 10- Lò hạ.

A - A

2 1

9

7 5

9

7 7

6 4

1 2 3

4.3 Khái quát về các phương pháp mở vỉa

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp mở vỉa, đó là các yếu tố địa chất, các yếu tố kỹ thuật và các yếu tố kinh tế

Các yếu tố địa chất bao gồm: số vỉa than và khoảng cách giữa chúng trong ruộng than, mức độ nằm sâu của ruộng than, độ dày và độ dốc của các vỉa than, kích thước của ruộng than, độ ngậm nước và độ chứa khí mêtan, các phá hủy địa chất, điều kiện địa hình mặt đất và v.v… Các yếu tố kỹ thuật là sản lượng và tuổi mỏ, trình độ kỹ thuật và công nghệ của các công tác mỏ, khả năng của các loại máy và thiết bị Các yếu tố kinh tế bao gồm: tổng số vốn đầu tư cơ bản, thời hạn thu hồi vốn, giá thành khai thác than và năng suất lao động của công nhân

Đối với công tác mở vỉa có những yêu cầu sau đây:

- Chi phí vốn đầu tư cơ bản và thời gian xây dựng mỏ phải là nhỏ nhất;

- Bảo đảm tập trung hóa sản xuất đến mức tối đa;

- Tổng chiều dài của các đường lò mở vỉa và chuẩn bị là nhỏ nhất;

- Bảo đảm thông gió có hiệu quả và tính an toàn lao động;

- Cần đề cập đến vấn đề dự báo phát triển khoa học kỹ thuật trong ngành mỏ để vạch ra kế hoạch lâu dài

Nhìn chung, các mỏ hầm lò được mở vỉa bằng các phương pháp sau: mở vỉa bằng lò bằng, mở vỉa bằng giếng nghiêng, mở vỉa bằng giếng đứng và mở vỉa hỗn hợp Trong phạm vi cuốn sách này chúng ta sẽ xem xét một số phương pháp mở vỉa thông dụng và cơ bản nhất, bỏ qua những điều kiện phức tạp và đa dạng trong thực tế hoạt động của các mỏ hầm lò

4.4 Mở vỉa bằng lò bằng

Lò bằng được dùng để mở vỉa cho các ruộng than nằm ở những vùng dạng đồi núi, khi các phương pháp mở vỉa bằng giếng đứng hoặc giếng nghiêng tỏ ra không có lợi về kinh tế và kỹ thuật

Lò bằng được đào hợp với phương của vỉa ở các góc độ khác nhau, phụ thuộc vào vị trí của ruộng than so với sườn núi Vị trí đặt lò bằng cần đáp ứng được những yêu cầu sau đây:

- Ở cửa lò bằng cần có đủ diện tích để bố trí mặt bằng công nghiệp của mỏ;

- Có khả năng liên hệ được với các tuyến đường giao thông quốc gia chính, kể

cả đường sắt, đường bộ hay đường thủy;

- Cửa lò bằng phải nằm cao hơn mức nước có thể cao nhất ở sông, suối hay hồ chứa nước lân cận;

- Lò bằng phải được đặt ở mức nào đó, sao cho phần lớn trữ lượng của ruộng than nằm cao hơn mức lò bằng, tức là phần lớn trữ lượng sẽ được khai thác mà không cần trục tải và được thoát nước tự nhiên

Hình 58 Mở vỉa bằng lò bằng với một mức khai thác

Hình 58 là một thí dụ mở vỉa bằng lò bằng, trong đó ruộng than có một vỉa dốc thoải, được mở bằng hai lò bằng chính và phụ nằm ở khoảng giữa ruộng than, kết hợp với phương pháp chuẩn bị chia khoảnh Như vậy ruộng than chỉ có một mức khai thác

Mức khai thác là phần ruộng than được giới hạn theo chiều dốc, có đường lò vận tải chính hay có một bậc trục tải riêng biệt Ruộng than nằm ngang hoặc dốc thoải thường chỉ có một mức khai thác, còn ruộng than dốc nghiêng hay dốc đứng thì có nhiều mức khai thác Cũng như ruộng than, mỗi mức khai thác thường được chia làm hai cánh theo phương của vỉa

Việc xây dựng các đường lò mở vỉa và chuẩn bị thể hiện trên hình 58 được tiến hành theo thứ tự như sau:

Đầu tiên, từ vị trí đặt cửa lò bằng hợp lý người ta đào đồng thời hai lò bằng chính (1) và phụ (2), đi song song với nhau và cách nhau một khoảng là 30-40 m,

Theo hướng hợp với phương vỉa một góc nào đó, sao cho chúng có thể cắt vỉa ở khoảng giữa ruộng than

Tiếp theo, từ các lò bằng, đào lò dọc vỉa vận tải chính (3) đi về hai cánh của ruộng than, khi cần thiết có thể đào thêm lò dọc vỉa (4) nằm song song với nó

Hai đường lò này được đào tới khoảng giữa của các khoảnh gần nhất; để dễ dàng thông gió chúng trong quá trình đào, ở mỗi khoảng dài 40-60 m, người ta lại đào thông chúng với nhau bằng các lò nối (16)

Công việc tiếp tục là xây dựng các sân ga (5) ở chân các lò thượng của khoảnh Khi đã có sân ga, người ta đào đồng thời các lò thượng chính (6) và phụ (7) ngược

15 13 12

16

10 11 6

9 8 7

3 2

3 1

4 16

5

Trong trường hợp đầu, máy trục tải của lò thượng được bố trí trên mặt đất, còn trong trường hợp sau nó được lắp đặt trong buồng đặt máy (10), được xây dựng cùng lúc với lò bằng thông gió (11) Để dễ dàng thông gió các lò thượng khi đào chúng, qua mỗi khoảng 40-60 m chúng lại được thông với nhau bằng các lò nối (16)

Việc cuối cùng của công tác mở vỉa là xây dựng các sân ga tương ứng ở mức vận tải (8) và mức thông gió (9) của dải trên cùng Đến đây đã hình thành một mạng hầm lò thông suốt và đảm bảo điều kiện để tiến hành chuẩn bị các khu khai thác

Việc chuẩn bị dải khấu trên cùng được bắt đầu bằng việc đào các lò dọc vỉa vận tải (12) và thông gió (13) của nó Hai đường lò này được đào theo phương, từ các sân

ga (8) và (9) đi về hai cánh đến biên giới của khoảnh Cuối cùng, chúng được nối thông với nhau bằng các lò cắt (14) Các công tác khấu than có thể bắt đầu từ đây và lò cắt sẽ chuyển thành lò chợ (15)

Để đảm bảo tính liên tục của các công tác khấu than, trước khi khai thác hết trữ lượng của dải trên cùng cần phải chuẩn bị kịp thời dải thứ hai Như thế có nghĩa là việc chuẩn bị dải thứ hai phải được bắt đầu trong khi đang khai thác dải thứ nhất

Việc chuẩn bị dải thứ hai, cũng như các dải tiếp theo, bao gồm: đào sân ga ở mức vận tải của dải đó; từ sân ga đào lò dọc vỉa vận tải về hai cánh tới biên giới của khoảnh; đào lò cắt nối thông lò dọc vỉa vận tải mới với lò dọc vỉa vận tải cũ của dải phía trên Như vậy, lò dọc vỉa vận tải của dải trên cần phải được bảo vệ để làm lò dọc vỉa thông gió cho dải dưới Tất nhiên, lò dọc vỉa thông gió của dải trên cùng (13) có thể bị loại bỏ dần, do hết tác dụng khi nằm ở phía sau lò chợ (15)

Trước khi khai thác hết trữ lượng của cặp khoảnh đầu tiên, cần phải tiếp tục mở vỉa và chuẩn bị xong cặp khoảnh thứ hai Trước khi khai thác hết trữ lượng của phần ruộng than thuộc lò thượng, cần phải chuẩn bị kịp thời tuyến lò chợ ở các khoảnh mới thuộc lò hạ Cứ như vậy, các công việc chuẩn bị và khai thác sẽ được tiến hành liên tục trong phạm vi ruộng than, cho đến khi mỏ ngừng hoạt động

Chúng ta sẽ xem xét các sơ đồ vận tải theo mạng đường lò của hình 58

Dòng vận tải chính, tức là dòng vận tải than từ các gương lò chợ ra đến mặt đất chuyển vận theo sơ đồ sau: than lấy được từ các lò chợ (15) được vận tải xuôi theo chiều dốc, xuống lò dọc vỉa vận tải của dải; theo lò này, từ hai cánh của dải được đưa

về sân ga (8) để vào lò thượng chính (6) của khoảnh

Trong lò thượng, than được chuyển xuôi theo chiều dốc xuống sân ga (5) ở chân lò thượng, rồi qua lò dọc vỉa vận tải chính (3) và lò bằng chính (1) ra ngoài mặt đất

Dòng vận tải phụ, tức là chuyên chở vật liệu, thiết bị, máy móc cũng như đưa công nhân ra vào mỏ, thì lại đi theo sơ đồ khác hẳn Chúng ta chỉ cần xét việc cung cấp vật liệu cho các lò chợ là cũng có thể thấy rõ điều đó:

Vật liệu được đưa vào mỏ qua lò bằng phụ (2), rồi đi vào hai cánh của ruộng than theo lò dọc vỉa vận tải chính (3) Khi đến sân ga (5) ở chân các lò thượng của các khoảnh, vật liệu được trục theo lò thượng phụ (7) lên tới mức thông gió của dải đang khai thác (sân ga 9) Đến đây nó lại được phân đôi, đi vào hai cánh của dải theo lò dọc vỉa thông gió (13), rồi vào các lò chợ (15)

Sơ đồ thông gió như sau: Gió sạch đi vào mỏ qua hai lò bằng chính (1) và phụ (2) Vào đến vỉa than, dòng gió sạch được chia làm hai nhánh, đi vào hai cánh của ruộng than theo các lò dọc vỉa chính (3) và phụ (4) Khi đến các sân ga (5) của khoảnh, gió sạch được đưa vào các lò thượng phụ (7) và theo chúng đi ngược chiều dốc, lên tới sân ga (8) của dải đang hoạt động Đến đây, dòng gió sạch lại được chia đôi để đi vào hai cánh của dải theo lò dọc vỉa vận tải (12), rồi vào thông gió cho các gương lò chợ

(15) Sau khi thông gió cho các lò chợ, gió bẩn được thoát lên lò dọc vỉa thông gió (13) của dải và theo lò này từ hai cánh dồn về vùng trung tâm của khoảnh, rồi được đưa ra ngoài theo lò bằng thông gió (11) hoặc theo đoạn lò thượng trên cùng đã được đào thông ra mặt đất

Phương pháp mở vỉa bằng lò bằng có những ưu điểm hơn hẳn so với các phương pháp khác Đó là: các công trình và thiết bị trên mặt bằng công nghiệp rất đơn giản; chi phí đào và bảo vệ các đường lò mở vỉa nhỏ, thời gian xây dựng mỏ ngắn; có thể áp dụng thoát nước tự nhiên và không cần trục tải cho phần trữ lượng nằm trên mức lò bằng

Phương pháp mở vỉa bằng lò bằng đã từng được áp dụng rộng rãi cho các mỏ than hầm lò của nước ta Phương pháp này rất phù hợp để khai thác những vỉa than nằm trong các địa tầng dạng đồi núi Tuy nhiên, hiện nay cần phải khai thác các phần trữ lượng nằm sâu dưới đất, chúng ta phải chuyển sang dùng các phương pháp mở vỉa khác

4.5 Mở vỉa bằng giếng nghiêng

Khi mở vỉa bằng giếng nghiêng cho các vỉa than, các giếng nghiêng có thể được đào trong đá trụ của vỉa hoặc đào theo vỉa than Trên hình 59 là một sơ đồ mở vỉa bằng giếng nghiêng cho một vỉa than dốc thoải, được đào theo vỉa than

Hình 59 Mở vỉa bằng giếng nghiêng đi theo vỉa

Ở đây, thứ tự đào các đường lò mở vỉa và chuẩn bị như sau: ở khoảng giữa ruộng than, từ nơi có địa hình thuận tiện để bố trí mặt bằng công nghiệp tiến hành đào đồng thời hai giếng nghiêng chính (1) và phụ (2) Chúng được đào tới độ sâu tương ứng với mức vận tải của tầng thứ hai

Tiếp theo, xây dựng sân giếng (3) ở mức vận tải của tầng thứ nhất, còn ở trên mức thông gió của tầng này chỉ cần đào sân giếng đơn giản

Từ các sân giếng đào về hai cánh các lò dọc vỉa vận tải (4) và thông gió (5) của tầng thứ nhất Khi các lò này đã đào được khoảng 30-50 m, người ta nối thông chúng

A

A - A

4 3

3' 6

Đến đây, có thể bắt đầu tiến hành khai thác than ở các lò cắt (6) và chúng sẽ trở thành các lò chợ (7) Trong quá trình khai thác than cần phải thường xuyên đào tiếp hai lò chuẩn bị: lò dọc vỉa vận tải (4) luôn luôn vượt trước lò chợ một khoảng là 30-50

m để dễ dàng thực hiện việc chuyển tải than ở chân lò chợ, còn lò dọc vỉa thông gió (5) có thể có gương trùng với gương lò chợ (hình 59) hoặc vượt trước một khoảng ngắn là 15-20 m để loại trừ sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa công tác đào lò chuẩn bị và công tác khai thác trong lò chợ

Để đảm bảo sự ổn định về sản lượng của mỏ, trước khi khai thác hết trữ lượng của tầng thứ nhất cần chuẩn bị kịp thời tầng thứ hai, tức là: xây dựng sân giếng (3'), đào lò dọc vỉa vận tải và các lò cắt của tầng thứ hai Lò dọc vỉa vận tải (4) của tầng thứ nhất sẽ được dùng làm lò dọc vỉa thông gió cho tầng thứ hai Cùng với các công việc trên phải đào sâu thêm hai giếng đến mức vận tải của tầng thứ ba

Mọi việc sẽ được lặp đi lặp lại như đã nêu trên cho đến khi mỏ dừng hoạt động.Việc vận tải than được tiến hành như sau: than khai thác được ở các lò chợ (7) được vận tải xuôi chiều dốc xuống lò dọc vỉa vận tải (4) và theo nó từ hai cánh được dồn về sân giếng (3), rồi qua giếng chính (1) được trục lên mặt đất

Vật liệu được đưa vào mỏ qua giếng phụ (2), xuống đến mức thông gió của tầng đang khai thác thì được chia ra, đi vào hai cánh theo lò dọc vỉa thông gió (5) để tới các lò chợ (7)

Sơ đồ thông gió ở đây cũng khá đơn giản Gió sạch được đưa vào mỏ qua giếng phụ (2) thẳng xuống mức vận tải của tầng đang khai thác (sân giếng 3) ở đây, dòng gió sạch được chia làm ba nhánh: hai nhánh đi về hai cánh của tầng theo lò dọc vỉa vận tải (4) vào thông gió cho các lò chợ (7), còn nhánh thứ ba sẽ đi tiếp theo giếng nghiêng phụ, xuống đến mức vận tải của tầng đang chuẩn bị (sân giếng 3’) để thông gió cho các gương lò cụt đang được đào ở mức này Sau khi thông gió cho các lò chợ, gió bẩn

sẽ thoát lên lò dọc vỉa thông gió (5), rồi từ hai cánh trở về giếng nghiêng chính (1) để qua nó thoát lên mặt đất

So với phương pháp mở vỉa bằng giếng đứng, mở vỉa bằng giếng nghiêng có những ưu điểm như sau:

- Chi phí kiến thiết cơ bản cho việc xây dựng mặt bằng công nghiệp và đào giếng nghiêng tương đối nhỏ;

- Thời gian xây dựng mỏ ngắn;

- Đào giếng nghiêng theo vỉa than tạo điều kiện để thăm dò trữ lượng kỹ hơn và lấy được than để sử dụng cho nhu cầu xây dựng mỏ;

- Sơ đồ vận tải đơn giản và khi góc nghiêng của giếng không vượt quá 17-180

thì có thể băng tải hóa hoàn toàn hệ thống vận tải của mỏ

Bên cạnh đó, mở vỉa bằng giếng nghiêng lại có những nhược điểm sau:

- Chi phí bảo vệ các giếng nghiêng lớn, vì ở cùng một độ sâu, chiều dài của chúng lớn hơn khá nhiều so với chiều dài của giếng đứng;

- Khi góc nghiêng của giếng vượt quá 17-180 thường phải áp dụng trục tải cáp

để vận tải than lên mặt đất, thì khả năng thông tải của giếng nghiêng bị hạn chế

Phạm vi áp dụng của phương pháp mở vỉa bằng giếng nghiêng theo vỉa bị ràng buộc theo các điều kiện sau đây:

- Chiều dày của lớp đất đá phủ không quá 50 m trong đó không có tầng cát chảy

- Độ dốc của vỉa không quá 250, điều kiện dạng nằm của vỉa ổn định;

- Chiều dài của giếng nghiêng không quá 1800-2000m để không gây khó khăn cho vận tải phụ và trục tải than bằng cáp (nếu có);

- Trong ruộng than chỉ có một, hai vỉa than hoặc cùng lắm là ba vỉa than Khi có nhiều vỉa trong ruộng than, việc liên hệ giếng nghiêng với các vỉa sẽ trở nên khó khăn, các sơ đồ vận tải và thông gió sẽ phức tạp thêm rất nhiều

4.6 Mở vỉa bằng giếng đứng

Trong những trường hợp không thể áp dụng mở vỉa bằng lò bằng và giếng nghiêng, đặc biệt là ở các ruộng than nằm sâu trong lòng đất, người ta tiến hành mở vỉa cho ruộng than bằng giếng đứng Tùy theo điều kiện dạng nằm cụ thể của ruộng than, có thể áp dụng những sơ đồ mở vỉa khác nhau bằng giếng đứng ở mục này chúng ta sẽ xét tới hai phương án mở vỉa bằng giếng đứng khá điển hình đó là:

Dùng giếng đứng mở vỉa cho một vỉa than dốc thoải được chuẩn bị bằng phương pháp chia khoảnh và mở vỉa cho cụm vỉa dốc nghiêng hay dốc đứng khi chuẩn

Quá trình đào các đường lò mở vỉa chính sẽ diễn biến như sau: Từ mặt đất, nơi

có địa hình thuận lợi để bố trí mặt bằng công nghiệp ở trung tâm ruộng than, đào đồng thời hai giếng đứng: giếng chính (1) và giếng phụ (2) Chúng được đào sâu hơn mức cắt qua vỉa than một khoảng nhất định (hình 60, a) để có thể xây dựng sân giếng trong các lớp đá trụ của vỉa Tiếp theo, từ sân giếng đào các lò xuyên vỉa (3) theo hướng thẳng góc với đường phương, đi tới vỉa than Nếu không cần thiết, có thể chỉ cần đào một lò xuyên vỉa Khi đã gặp vỉa than, đào về hai cánh theo phương vỉa lò dọc vỉa vận tải chính (4) và nếu cần thì đào cả lò dọc vỉa thông gió chính (5), đi song song với nó

Cả hai lò này được đào tới khoảng giữa của các khoảnh thuộc lò thượng đầu tiên thì dừng lại để xây dựng sân ga ở chân lò thượng (6) (hình 60)

Công việc đào các lò thượng và các công trình khác trong phạm vi một khoảnh được tiến hành theo thứ tự giống như đã trình bày ở mục 5.4, cùng chương này Tất nhiên, ở đây có một số khác biệt Để thoát gió bẩn cho mỗi khoảnh, người ta đào giếng thông gió (16) ở khu vực lộ vỉa, giữa khoảnh Trong quá trình đào lò dọc vỉa vận tải của dải (11), có thể đào thêm lò song song (12) cùng với các họng sáo nối thông chúng với nhau, nhằm dễ dàng thông gió chúng trong khi đào và chừa lại các trụ than bảo vệ lò dọc vỉa vận tải (11) khi khai thác than trong dải

Hình 60 Mở vỉa bằng giếng đứng cho một vỉa dốc thoải có một mức

khai thác chia khoảnh

1- giếng chính; 2- giếng phụ; 3- lò xuyên vỉa; 4- lò dọc vỉa vận tải chính; 5- lò dọc vỉa thông gió chính; 6- sân ga chân lò thượng; 7- lò thượng chính; 8- lò thượng phụ trục vật liệu; 9- lò thượng phụ chở người; 10- bến đỗ của goòng chở người; 11- lò dọc vỉa vận tải của dải; 12- lò song song; 13- lò dọc vỉa thông gió của dải; 14- lò cắt; 15- sân

ga của dải; 16- giếng thông gió.

Than khai thác được từ các lò chợ (14) được chuyển xuống lò song song (12),

từ đó qua một trong các họng sáo ở phía trước lò chợ, được đưa xuống lò dọc vỉa vận tải (11) Sau đó, từ hai cánh của dải theo lò này, được đưa về sân ga mức vận tải (15) của dải, rồi vào lò thượng chính (7) Dòng vận tải trong phạm vi một dải khấu vừa mô

tả phù hợp với việc vận tải than bằng đường goòng trong lò dọc vỉa vận tải (11)

Khi vỉa không uốn lượn phức tạp theo phương, tức là khi các lò dọc vỉa tương đối thẳng, có thể dùng hệ thống băng tải đặt trong lò song song (12), chuyển than trực tiếp từ lò chợ (14) về thẳng lò thượng chính (7)

3

2

1

B - B

Theo lũ thượng chớnh, than được tải xuụi chiều dốc về sõn ga chõn thượng (6), rồi từ đú theo lũ dọc vỉa vận tải chớnh (4), lũ xuyờn vỉa (3) vào sõn giếng Cuối cựng, than được trục lờn mặt đất qua giếng chớnh (1)

4.6.2 Mở vỉa cho cụm vỉa dốc đứng bằng giếng đứng và cỏc lũ xuyờn vỉa theo tầng

Dựng giếng đứng để mở vỉa cho cỏc ruộng than dốc nghiờng và dốc đứng người

ta thường ỏp dụng cỏc sơ đồ nhiều mức, trong đú mỗi mức lại thường chỉ cú một tầng Như vậy, cỏc giếng đứng sẽ phối hợp với cỏc lũ xuyờn vỉa theo tầng

Hình 61: Sơ đồ mở vỉa bằng giếng đứng cho một vỉa dốc thoải sau

khi đã đơn giản hóa mạng đường lò

Trờn hỡnh 62 là trường hợp dựng giếng đứng và cỏc lũ xuyờn vỉa theo tầng để

mở vỉa cho cụm vỉa dốc đứng cú bốn vỉa than, trong đú ruộng than cú sỏu mức khai thỏc tương ứng với sỏu tầng

Bước đầu, người ta đào cỏc đường lũ mở vỉa và chuẩn bị theo thứ tự như sau:

Từ mặt đất, nơi cú mặt bằng thuận lợi ở trung tõm ruộng than, đào hai giếng chớnh (2)

và phụ (1) sõu đến mức vận tải của tầng thứ nhất Sau đú tạm dừng việc đào giếng, xõy dựng cỏc sõn giếng tương ứng ở cỏc mức vận tải và thụng giú của tầng thứ nhất Từ cỏc sõn giếng, đào cỏc lũ xuyờn vỉa của tầng: vận tải (3) và thụng giú (4), sao cho từ giếng cú thể liờn hệ được với cỏc vỉa than trong cụm vỉa (xem hỡnh 62)

Từ chỗ cắt nhau giữa lũ xuyờn vỉa với từng vỉa than, theo phương vỉa về hai cỏnh đào cỏc lũ dọc vỉa của tầng: lũ dọc vỉa vận tải (5) được đào đến chiều dài 50-70

m và lũ dọc vỉa thụng giú (6) được đào đến chiều dài 20-25 m

ở hai bờn lũ xuyờn vỉa vận tải, cỏch nú một khoảng 15-20 m mở cỏc lũ cắt (7)

và lũ lối đi (8) Đến đõy, sau khi đào xong lũ song song và cỏc họng sỏo bờn cạnh cỏc

lũ dọc vỉa, cú thể bắt đầu khai thỏc than, biến lũ cắt thành lũ chợ

Trụ than rộng 30-40 m giữa hai lũ cắt được để lại nhằm bảo vệ lũ xuyờn vỉa thụng giú (4) khỏi bị phỏ hủy khi khai thỏc dưới nú

Lũ lối đi (8) thường được chia thành hai ngăn, một ngăn cú lắp đặt thang để làm lối đi, liờn hệ giữa hai mức vận tải và thụng giú của tầng, cũn ngăn kia dựng để vận tải than và đỏ khấu được ở cỏc gương lũ dọc vỉa thụng giú (6) xuống mức vận tải của tầng

Theo sơ đồ nờu trờn, cụng tỏc khấu than ở lũ chợ được phỏt triển từ trung tõm ruộng than về hai phớa biờn giới Trong phạm vi một tầng, cỏc vỉa than thường được khai thỏc theo thứ tự từ trờn xuống dưới

Đến thời điểm kết thỳc khấu than ở tầng đầu tiờn, cần chuẩn bị xong tầng thứ hai Muốn thế phải đào sõu thờm hai giếng đến mức vận tải của tầng thứ hai, xõy dựng sõn giếng mới, đào lũ xuyờn vỉa vận tải mới (9) và cỏc lũ chuẩn bị khỏc, giống như ở tầng thứ nhất Lũ xuyờn vỉa vận tải (3) cựng với cỏc lũ dọc vỉa (5) của tầng thứ nhất sẽ được sử dụng làm cỏc lũ thụng giú cho tầng thứ hai

Cứ như vậy, cỏc quỏ trỡnh mở vỉa và chuẩn bị nờu trờn sẽ lặp đi lặp lại cho đến khi khai thỏc hết trữ lượng của ruộng than

Hình 62: Mở vỉa bằng giếng đứng và các lò

xuyên vỉa theo tầng

cho cụm vỉa dốc đứng

1- giếng phụ; 2- giếng chính; 3- lò xuyên vỉa vận tải; 4- lò xuyên vỉa thông gió; 5- lò dọc vỉa vận tải; 6- lò dọc vỉa thông gió; 7- lò cắt; 8-

lò lối đi; 9- lò xuyên vỉa vận tải của tầng tiếp theo

3 4 9

A

4 B

B - B

Trong phương pháp mở vỉa này, sơ đồ vận tải than rất đơn giản: dưới tác dụng của tự trọng, than khấu được từ gương lò chợ chảy xuôi xuống lò dọc vỉa vận tải (5), theo nó từ hai cánh được đưa về lò xuyên vỉa vận tải (3), vào sân giếng, rồi được trục lên mặt đất qua giếng chính (2)

Vật liệu cung cấp cho các lò chợ được đưa vào mỏ qua giếng phụ (1), đến mức thông gió của tầng đang hoạt động thì theo lò xuyên vỉa thông gió (4), lò dọc vỉa thông gió (6) vào các lò chợ (7)

Sơ đồ thông gió cũng rất đơn giản: gió sạch được đưa vào mỏ qua giếng phụ (1) xuống đến mức vận tải của tầng đang khai thác, sau đó theo lò xuyên vỉa vận tải (3), lò dọc vỉa vận tải (5) vào các lò chợ (7) Gió bẩn từ lò chợ sẽ thoát lên lò dọc vỉa thông gió (6), theo lò xuyên vỉa thông gió (4) về giếng chính (2), rồi qua nó thoát lên mặt đất

4.7 Các hệ thống khai thác vỉa mỏng và dày trung bình

Để đảm bảo tính đồng đều và cân đối giữa các công tác khấu than trong lò chợ

và công tác đào các đường lò chuẩn bị, cần phải xác định giữa chúng mối quan hệ tương hỗ về cả thời gian và không gian

Hệ thống khai thác là trình tự tiến hành các công việc chuẩn bị và khai thác, gắn liền với thời gian và không gian

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn hệ thống khai thác: chiều dày của vỉa, góc dốc và cấu tạo của nó, tính chất của than, đá vách và đá trụ, độ chứa khí mêtan

4.7.1 Hệ thống khai thác liền gương

Đặc điểm của hệ thống khai thác liền gương là gương lò chợ được khai thác cùng lúc với việc đào các đường lò chuẩn bị Trong đó, gương của lò dọc vỉa vận tải được đào vượt trước gương lò chợ khoảng 35-50 m, còn gương lò dọc vỉa thông gió chỉ cần vượt trước 10-15 m (hình 63) hoặc trùng với gương lò chợ (hình 64)

Trong quá trình khấu than ở gương lò chợ, cần có biện pháp để bảo vệ các lò dọc vỉa vận tải và thông gió Trên hình 63 có thể thấy rõ các trụ than được chừa lại giữa các lò dọc vỉa và các lò song song, có vai trò ngăn cách các lò dọc vỉa với khoảng trống đã khai thác phía sau lò chợ, nơi có sự sập đổ của các lớp đá vách

Để giảm tổn thất than ở các trụ bảo vệ lò dọc vỉa, người ta có thể thay chúng bằng các dải đá chèn (hình 64) Các dải đá chèn ở trên lò dọc vỉa vận tải và ở dưới lò dọc vỉa

Thông gió được xếp bằng đá thải, lấy được trong quá trình đào các đường lò đó, hoặc được khai thác từ mặt đất rồi vận chuyển vào

Khoảng vượt trước của lò dọc vỉa vận tải so với lò chợ cần đủ để thực hiện công tác trao đổi goòng, nhận than từ lò chợ xuống đủ để thao tác các công tác đào chính nó

Trong hệ thống khai thác liền gương áp dụng cho các vỉa dốc đứng, gương lò