MO VIA - Chuong IV

 Chương 4: Khái niệm - Phân loại hệ thống khai thác 03/27/17 4.1 Một số khái niệm 4.1.1 Hệ thống khai thác Hệ thống khai thác thuật ngữ kỹ thuật, phản ánh mối quan hệ gương lò khai thác (gương lò chợ) với gương lò chuẩn bị tầng (hay dải) theo khơng gian thời gian Ví dụ: Hệ thống khai thác liền gương, hệ thống khai thác chia cột dài theo phương ; số trường hợp tên hệ thống khai thác gắn kèm với số khâu công nghệ đặc thù (hệ thống khai thác chia cột dài theo phương phá hỏa đá vách ) 4.1.2 Lò chợ (lò khai thác): Là nơi trực tiếp lấy khống sản có ích lịng đất đóng góp sản lượng chủ yếu mỏ; tuỳ theo khơng gian lị chợ phân ra: - Lị chợ ngắn: Là khơng gian khai thác phát triển theo khu vực đó; khu vực khai thác để lại trụ than bảo vệ để giảm bớt khối lượng chống giữ lò chợ (buồng, cột ) - Lị chợ dài: Khơng gian khai thác chạy dài theo tuyến 4.1.3 Gương lị chợ: Là phần lộ vỉa than lò chợ, nơi trực tiếp khấu than Gương lò chợ nơi để thực công tác tách phá than khỏi trạng thái nguyên khối gương than (một số hệ thống khai thác than quặng khơng có gương lị chợ) 03/27/17 03/27/17 4.1.4 Luồng khai thác (luồng sát gương): Là khoảng không gian lò chợ tiếp giáp với gương lò chợ, nơi để công nhân làm việc thực quy trình cơng nghệ thi cơng: Khấu than, chống lị, nơi bố trí thiết bị vận tải, thiết bị khấu than 4.1.5 Luồng bảo vệ: Là khoảng không gian lị chợ tiếp giáp phía sau luồng khai thác, dùng để tập kết vật liệu thực khâu quy trình cơng nghệ khác Ở luồng chống giữ hàng chống đặc biệt để đảm bảo cho đất đá không sập đổ tràn vào khơng gian lị chợ 4.1.6 Khấu than: Là tập hợp tất biện pháp kỹ thuật để tách than khỏi trạng thái nguyên khối gương lò thành trạng thái bở rời để vận tải, hướng khấu khấu theo phương, theo hướng dốc, (khấu từ xuống từ lên ) 4.1.7 Điều khiển áp lực mỏ: Là tập hợp tất biện pháp kỹ thuật nhằm khống chế giá trị áp lực mỏ tác dụng lên cột chống lò chợ 4.1.8 Vách giả: Là lớp đất đá có chiều dầy không lớn (thường vài centimet đến vài chục centimet), nằm sát phía vỉa than thường bị sập đổ đồng thời, sau khấu than (nó bị bóc lộ) Vách giả thường than bẩn sét than (một số vỉa khơng có vách giả) 03/27/17 4.1.9 Vách trực tiếp: Là lớp đất đá nằm trực tiếp phía vỉa than lớp vách giả, vách trực tiếp tương đối dễ sập đổ, thường sét kết bột kết phân lớp mỏng (Argilit, Alêvrôlit) 4.1.10 Vách bản: Là lớp đất đá nằm phía vách trực tiếp, thường bột kết phân lớp dầy cát kết (sa thạch) Bước sập đổ tương đối lớn; thường lớn - lần bước sập đổ vách trực tiếp, trình thiết kế cần phân định vách trực tiếp vách 4.1.11 Công nghệ khai thác: Là thuật ngữ mô tả mối quan hệ thiết bị với kỹ thuật công tác tổ chức q trình sản xuất lị chợ theo khơng gian thời gian 4.2 Phân loại hệ thống khai thác Tùy thuộc vào điều kiện địa chất mỏ cơng nghệ khấu than khác nên có nhiều cách phân loại hệ thống khai thác khác Nhiều nhà khoa học B.I Boki, L.D Sêviacov, A.P Kiliatxkov, có nhiều cách đẻ phân loại hệ thống khai thác dựa sở khác Các sở để phân loại hệ thống khai thác dựa vào yếu tố: - Theo chiều dày vỉa than: Vỉa than dày chia thành lớp, vỉa mỏng khơng chia lớp khấu lần hết tồn chiều dầy vỉa chia cột dài theo phương, hệ thống khai thác chia cột dài theo hướng dốc 03/27/17 - Theo chiều dài lò chợ: Hệ thống khai thác lò chợ dài hệ thống khai thác lò chợ ngắn (như buồng, cột ngắn ) - Theo trình tự đào lị chuẩn bị khu khai thác hướng tiến lò chợ, theo cách phân hệ thống khai thác liền gương, hệ thống khai thác chia cột dài theo phương, hệ thống khai thác chia cột dài theo hướng dốc - Theo hướng khấu lị chợ phân hệ thống khai thác có hướng khấu phương hay khấu than theo hướng dốc vỉa v.v Do hồn thiện q trình công nghệ khai thác xuất hệ thống khai thác với phương án hệ thống khai thác Vì việc phân loại hệ thống khai thác khơng hồn tồn cố định Do việc phân loại mang tính chất tương đối Căn vào yếu tố: Sản trạng vỉa, chiều dày, góc dốc cơng nghệ khấu than lò chợ Căn vào mối quan hệ, thời gian khơng gian gương lị chợ với lò chuẩn bị phân thành nhóm có cách phân loại sau đây: 03/27/17 4.2.1 Phân loại theo kích thước lị chợ - Hệ thống khai thác lị chợ dài: Kích thước lị chợ chạy dài, thẳng theo tuyến (Tuyến lị chợ bố trí thẳng dọc theo hướng dốc, theo phương vỉa xiên chéo với hướng dốc vỉa) - Hệ thống khai thác lò chợ ngắn (lò chợ buồng, lò chợ cột) 4.2.2 Phân loại theo yếu tố nằm vỉa - Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng, trung bình: Khi chiều dầy vỉa khơng lớn người ta khai thác lần hết toàn chiều dầy vỉa người ta chia ra: + Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng, trung bình - dốc thoải đến dốc nghiêng + Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng, trung bình - dốc đứng - Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa dày: + Nhóm hệ thống khai thác vỉa dầy chia lớp + Nhóm hệ thống khai thác vỉa dầy không chia lớp 4.2.3 Phân loại theo vị trí tương quan gương lị chợ với lị chuẩn bị - Hệ thống khai thác liền gương (lò chuẩn bị tầng đào đồng thời với trình khai thác lị chợ hay nói cách khác hai gương lị ln tồn gần nhau) - Hệ thống khai thác chia cột (lò chuẩn bị tầng đào trước chia vỉa than thành cột chạy dài theo phương theo hướng dốc trước khai thác lò chợ) 03/27/17 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác khai thác 4.3.1 Nhóm yếu tố tự nhiên Đây nhóm có ảnh hưởng quan trọng đến q trình khai thác ruộng than bao gồm 4.3.1.1 Hình dáng ruộng mỏ Ruộng mỏ có hình dạng hay khơng đều, đơn giản phức tạp Khi hình dáng khác ảnh hưởng tới việc lựa chọn hệ thống khai thác khác để áp dụng cho phù hợp 4.3.1.2 Chiều dày vỉa Theo chiều dày vỉa chia thành vỉa có chiều dày mỏng đến vỉa dày Chiều dày vỉa có ảnh hưởng lớn tới cơng tác đào lị, chống giữ, điều khiển áp lực mỏ sử dụng thiết bị khấu than, chiều cao lò chợ Căn vào chiều dày vỉa xác định thứ tự chuẩn bị hệ thống khai thác, cường độ dịch chuyển sập đỏ đất đá vách Khi khai thác vỉa mỏng đường lò chuẩn bị phải đào vừa than vừa đá Khi khai thác vỉa dày khoảng trống khai thác lớn, độ dịch chuyển đất đá phía mạnh nên cơng việc chống lị điều khiển áp lực mỏ phức tạp, vỉa dày tổn thất than lớn người ta áp dụng hệ thống khai thác như: 03/27/17 + Hệ thống khai thác vỉa dày chia lớp + Hệ thống khai thác vỉa dày không chia lớp (khai thác lần hết toàn chiều dày vỉa) Chiều dày tối thiểu vỉa để khai thác xác định theo quốc gia cho vùng than riêng (tùy thuộc vào điều kiện kinh tế, kỹ thuật cơng nghệ khai thác ) 4.3.1.3 Góc dốc vỉa Theo góc dốc vỉa chia thành từ vỉa có góc dốc thoải đến vỉa có góc dốc dốc đứng Góc dốc vỉa có ảnh hưởng tới việc lựa chọn hệ thống khai thác, phương tiện giới khấu than, phương pháp vận chuyển than lò chợ, hình dạng kích thước lị chợ hình thức chống giữ điều khiển áp lực mỏ lị chợ Góc dốc lị chợ lớn áp lực tác dụng lên cột chống nhỏ, an toàn cần phải có hệ thống khai thác cho phù hợp bố trí lị chợ xiên chéo Sự biến động chiều dày góc dốc vỉa cản trở quan trọng cho công tác khai thác làm tổn thất than lớn cho trình khai thác 03/27/17 4.3.1.4 Cấu tạo vỉa độ kiên cố than Cấu tạo vỉa phức tạp cơng nghệ khấu than phức tạp đồng thời độ tro than nguyên khai tăng Độ kiên cố than ảnh hưởng tới việc lựa chọn phương pháp, thiết bị khấu than, suất làm việc thiết bị khấu than + Nếu độ kiên cố than nhỏ khấu than thủ cơng + Nếu độ kiên cố than lớn khoan nổ mìn máy combain + Tuy nhiên vỉa than có cấu tạo phức tạp, khấu tồn chiều dày vỉa làm tăng độ tro than, giảm phẩm chất than Nhưng điều kiện cho phép người ta lợi dụng lớp đá kẹp để làm lớp ngăn cách chia vỉa dày thành lớp để khai thác 4.3.1.5 Tính chất lý đá vách đá trụ Tính chất lý đá vách ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị áp lực mỏ tác dụng lên cột chống lò chợ phương pháp điều khiển áp lực mỏ Tính chất đá trụ ảnh hưởng tới việc bố trí đường lị chuẩn bị biện pháp an tồn thi cơng lị chợ, mức độ lún cột chống, ảnh hưởng đến khả thu hồi cột chống luồng bảo vệ 03/27/17 10 4.3.1.6 Hàm lượng chứa khí mỏ vỉa than Hàm lượng chứa khí mỏ vỉa than khả tàng trữ loại khí mỏ tính đơn vị trữ lượng Hàm lượng chứa khí vỉa than ảnh hưởng tới thứ tự khai thác, việc đào đường lò chuẩn bị biện pháp kỹ thuật an tồn q trình khai thác ảnh hưởng tới khâu khác q trình khai thác than Hàm lượng khí mỏ ảnh hưởng trực tiếp đến cơng tác thơng gió, sở để lựa chọn phương pháp thơng gió, lưu lượng gió đưa vào mỏ, vận tốc gió đường lị, diện tích tiết diện đường lị dẫn gió Ngồi hàm lượng khí mỏ vỉa than tiềm ẩn nguy xảy cố mỏ như: cháy, nổ khí, khả than khí Hàm lượng chứa khí vỉa than có quan hệ mật thiết thường tỷ lệ thuận với chiều sâu khai thác Khi khai thác xuống sâu nhiều khả vỉa có hàm lượng chứa khí cao so với mức gần địa hình 4.3.1.7 Độ sâu khai thác Khi độ sâu khai thác tăng độ chứa khí tự nhiên tăng, nhiệt độ lòng đất tăng gradien địa nhiệt, lưu lượng nước ngầm lớn: Nó ảnh hưởng trực tiếp tới phương pháp thơng gió điều hồ vi khí hậu, nước tháo khơ mỏ Ngồi độ sâu khai thác lớn kích thước trụ bảo vệ lớn, áp lực mỏ tăng 03/27/17 11 4.3.1.8 Tính tự cháy than Tính tự cháy than xác định yếu tố địa chất, hàm lượng chất bốc thành phần hoá học than, khả xy hóa than, yếu tố kỹ thuật Tính tự cháy than (khả xảy cháy nội sinh) ảnh hưởng lớn đến công tác điều khiển đá vách, thứ tự khai thác đào lò chuẩn bị Khả than tự cháy thường xuất vùng có để lại trụ than bảo vệ bị sập đổ, nơi than bị nứt nẻ nhiều khơng khí dễ rị qua để oxy hố Bởi khai thác vỉa than có tính tự cháy phải chọn hệ thống khai thác có tổn thất than (khơng có có trụ bảo vệ) sử dụng chèn khoảng trống lò chợ khai thác đẩy nhanh tiến độ gương lị chợ, tránh rị gió qua khu vực khai thác 4.3.1.9 Khoảng cách vỉa than Trong ruộng mỏ có nhiều vỉa khoảng cách vỉa than ảnh hưởng tới thứ tự khai thác vỉa Việc khai thác vỉa ảnh hưởng tới vỉa khác ruộng mỏ Đặc biệt khai thác vỉa cụm vỉa có vỉa nằm gần nhau, than có tính tự cháy hay khả than khí lưu lượng nước ngầm mỏ lớn 03/27/17 12 4.3.2 Nhóm yếu tố kỹ thuật kinh tế 4.3.2.1 Yếu tố kỹ thuật Bao gồm: Các thông số mở vỉa, phương pháp chuẩn bị (phân chia) ruộng mỏ, trang thiết bị kỹ thuật, trình độ tổ chức quản lý, cán bộ, trình độ tay nghề cơng nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống khai thác công nghệ khai thác lò chợ 4.3.2.2 Yếu tố kinh tế Vốn đầu tư xây dựng ban đầu thường áp dụng cho hệ thống khai thác liền gương, công nghệ khai thác thủ công bán giới hoá Giá thành khai thác than, giá bán than, thị trường tiêu thụ Ngoài nguồn cung cấp nguyên vật liệu, thiết bị, lượng ảnh hưởng lớn tới công tác khai thác 03/27/17 13 03/27/17 14 03/27/17 15 03/27/17 16 03/27/17 17 ... thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng, trung bình - dốc thoải đến dốc nghiêng + Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng, trung bình - dốc đứng - Hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa dày: + Nhóm... nhà khoa học B.I Boki, L.D Sêviacov, A.P Kiliatxkov, có nhiều cách đẻ phân loại hệ thống khai thác dựa sở khác Các sở để phân loại hệ thống khai thác dựa vào yếu tố: - Theo chiều dày vỉa than:... thác chia cột dài theo hướng dốc 03/27/17 - Theo chiều dài lò chợ: Hệ thống khai thác lò chợ dài hệ thống khai thác lò chợ ngắn (như buồng, cột ngắn ) - Theo trình tự đào lị chuẩn bị khu khai