Giáo trình Cơ sở khai thác Mỏ hầm lò: Phần 2

Khi chÌn lß toµn phÇn, vËt liÖu chÌn ®­îc ®­a vµo khu vùc chÌn phÝa sau lß chî theo lß däc vØa th«ng giã.[r]

Chương

C«ng nghƯ khai thác than lò chợ

Tp hp cỏc công tác cần tiến hành để khai thác than lị chợ gọi quy trình cơng nghệ lị chợ

Các cơng tác quy trình cơng nghệ lị chợ phân biệt thành cơng tác cơng tác phụ Trong đó, cơng tác là: tách than khỏi vỉa nguyên, phá vỡ than đến độ cục phù hợp, xúc bốc than lên thiết bị vận tải, vận chuyển than, chống giữ lò chợ điều khiển áp lực mỏ; cịn cơng tác phụ bao gồm: vận chuyển vật liệu chống lị vào lò chợ, di chuyển thiết bị vận tải lị chợ theo tiến độ nó, bảo dưỡng sửa chữa máy móc, thiết bị lị chợ, cung cấp lượng (điện, khí nén), thơng gió, chiếu sáng cho lò chợ v.v…

Một chu kỳ sản xuất lị chợ tập hợp cơng tác số cơng tác phụ, cần thiết phải tiến hành để đảm bảo dịch chuyển lò chợ qua khoảng dài khoảng thời gian nht nh

6.1 Chống giữ lò chợ

Trong q trình khấu than lị chợ, đá vách bị bóc lộ, gối tựa, trạng thái cân lực bị phá vỡ tác dụng trọng lượng thân lớp đá nằm trên, chúng bị uốn võng rạn nứt; diện bóc lộ lớn đá vách bị uốn mạnh Nếu không áp dụng biện pháp chống giữ đá vách kịp thời, khoảng cách kể từ gương lị chợ xẩy tượng sập đổ vách xuống khoảng trống khai thác Vách trực tiếp sập đổ trước sau đến lượt vách

Vách trực tiếp (hình 71, b) lớp đá nằm trực tiếp vỉa than, chúng dễ rạn nứt sập đổ khoảng bóc lộ tương đối ngắn có chiều dày lớn, chúng có khả lấp đầy khơng gian phía sau lị chợ, từ trụ vỉa tới vách

Vách lớp đá nằm vách trực tiếp Nó thường sập đổ có diện bóc lộ lớn

Để đảm bảo công tác khấu than an toàn liên tục, cần phải chống giữ đá vách khoảng trống gần gương lúc chắn Để chống lị, dùng nhiều loại chống, chúng chia thành hai loại chính: chống đơn chống tự hành khí hố

6.1.1 Vì chống đơn gần gương

Vì chống đơn gần gương gồm có cột bố trí thành hàng thẳng đặn dọc gương lò chợ Các cột đặt xà, xà có từ hai đến bốn cột đội vào tạo thành khung chống (hình 71, a) Xà đặt song song hay vng góc với gương lị chợ

Khi vách trực tiếp có hướng thớ nứt thẳng góc với gương lị chợ, phải đặt xà song song với gương lị, đảm bảo giữ tảng đá tách rời khỏi khối sập đổ xuống khoảng trống gần gương Khung chống kiểu gọi khung chống dọc Nếu vách trực tiếp có hướng thớ nứt song song với gương lị, phải đặt xà thẳng góc với nó, tức phải dùng khung chống ngang (hình 71, a)

Khi dùng khung chống dọc, chỗ sát gương có cơng nhân làm việc khơng chống giữ Ngoài ra, khoảng cách hàng khung chống khơng đủ rộng để bố trí thiết bị máy móc làm việc gương lị xét đến tính ổn định vách Cho nên, vỉa dốc thoải thường dùng khung chống ngang Kiểu khung chống có khả chống giữ phần vách sát gương đầu xà công sơn, không cần cột để khỏi cản trở hoạt động máy khấu than

Hình 71 Vì chống đơn a- chống gỗ; b- chống thép; h1- vách trực tiếp; h2- vách bản; I- khơng gian lị chợ; II- khoảng trống khai thác

a

b

B B

B A

B - B A

A - A

h2

h1

Trong lò chợ dốc nghiêng dốc đứng thường sử dụng khung chống dọc, khung chống có đầu xà tì sát vào nhau, hợp thành tuyến liên tục dọc gương lị chợ, chúng khó bị đổ trơi, trượt (hình 72)

Tuỳ theo loại vật liệu dùng, gần gương làm gỗ hay thép

Vì chống thép ngày dùng nhiều hơn, có nhiều ưu điểm hẳn chống gỗ: dễ tháo lắp, bền có đặc tính cơng tác tốt Dùng thép giảm mật độ chống nâng cao mức độ an tồn lị chợ Tuy vậy, chúng phù hợp với lò chợ dốc thoải dốc nghiêng

Vì chống đơn gần gương thép gồm có cột xà có khớp nối lề Cũng dùng chống hỗn hợp, gồm cột thép xà gỗ

Các cột chống đơn thép phân biệt thành: cột ma sát (hình 73, a, b d) cột thuỷ lực (hình 73, c)

Cột chống ma sát gồm có: vỏ cột (1), lõi cột (2) ổ khố ma sát Khố ma sát gồm có vỏ khoá (3) nêm ma sát (4) Cột thuỷ lực loại kích thủy lực co duỗi được, có gắn sẵn bơm tay để duỗi cột

Xà thép (hình 74) chế tạo theo đoạn riêng biệt với nhiều cỡ khác Các đoạn xà lắp ghép với khớp lề

Hình 73. Các cột chống thép a, b d- cột ma sát;

c- cét thuû lùc

1 3 4

2

c d

b a

2 1

2

1

H×nh 72 C¸c khung chèng

6.1.2 Vì chống đơn phá hoả

Nếu chống gần gương giữ cho vách trực tiếp khỏi sụt lở, chống phá hoả bố trí biên giới khơng gian lị chợ khoảng trống khai thác (xem hình 71, b), để với khối than nguyên gương lò chợ làm gối tựa cho lớp đá vách, đảm bảo gắn kết liên tục chúng

Do phá hoả chịu tải trọng lớn nhiều so với gần gương, nên phải bền hơn, có tải trọng ban đầu tải trọng công tác lớn

Theo tiến độ gương lị chợ, phá hoả dịch chuyển tới tuyến lắp đặt gần gương lò Khoảng cách lần dịch chuyển phá hoả gọi bc phỏ ho

Vì phá hoả gỗ hay thép

Có ba loại phá hoả gỗ phổ biến: hàng cột, cụm cột chồng cũi (hình 75)

Hình 75. Các loại phá hoả gỗ

Hng ct phỏ hoả cột gỗ dựng theo tuyến phá hoả, dọc lị chợ Hàng cột có một, hai hay ba dãy cột (hình 75, a, b c) Để lại qua hàng cột phá hoả, cách khoảng dài đến m, cần chừa lại khoảng trống từ 0,7 đến 1,0 m

Cụm cột nhóm cột có từ đến 16 cột, đặt theo thứ tự cụm tiếp cụm dọc theo tuyến phá hoả (hình 75, f), khoảng cách hai cụm cột kề thng t n m

Hình 74. Các kiĨu xµ thÐp

a b c d f

Chồng cũi xếp đoạn gỗ tròn hay gỗ súc, đôi chồng chéo lên nhau, từ trụ lên tới vách vỉa Để dễ thao tác xếp cũi, lị chợ có độ dốc lớn, người ta xếp chúng dựa vào cột chống gần gương (hình 75, d), dựa vào cột phụ dựng thêm vị trí xếp cũi (hình 75, e) Các chồng cũi dựng lần lượt, nối tiếp thành hàng, dọc theo tuyến phá hoả lò chợ Khoảng cách cũi thường đến m

V× phá hoả thép có dạng hàng cột, cụm cột chồng cũi Chúng lắp dựng lò chợ giống chống phá hoả gỗ

cỏc va dc thoi cú th s dụng loại cột phá hoả chuyên dùng, hoạt động theo nguyên lý ma sát (hình 76) Cấu tạo cột phá hỏa ma sát sau: vỏ cột (1), phần vỏ cột có ổ khố ma sát (5), trục vít (2), trục vít phụ (3) mũ cột (4)

Chiều cao cột điều chỉnh cách xoay vít (2) tương vỏ cột (1) định vị cách đóng nêm (6) ổ khoá ma sát (5) Để chất tải cho cột, người ta cần xoay vít phụ (3) ngược chiều ren tới mức độ cần thiết Việc tháo cột cịn đơn gản hơn: cần đóng ngược nêm (6), vít vít phụ mũ cột tụt vào vỏ cột

Trong lò chợ, cột phá hoả kể bố trí cách dọc theo tuyến phá hoả Khoảng cách cột phá hoả thường đến m

Bên cạnh cột phá hoả ma sát, người ta chế tạo cột phá hoả thuỷ lực

6.1.3 Vì chống tự hành khí hoá

Dùng chống tự hành khí hố loại trừ hồn tồn lao động thủ cơng nặng nhọc cơng tác chống giữ lị chợ điều khiển áp lực mỏ

Vì chống khí hố lắp ghép từ nhiều đoạn chống riêng biệt Các đoạn có liên hệ trực tiếp với nhau, gián tiếp thông qua thiết bị vận tải lị chợ, chúng cịn có nhiệm vụ di chuyển thiết bị vận tải lò chợ theo tiến khu gng

Hình 76 Cột phá hoả

ma s¸t

4

3

2

Theo phương pháp tác dụng tương hỗ với đá vách cách bảo vệ khơng gian lị chợ, chống khí hố chia thành bốn loại: kiểu đỡ, kiểu chắn, kiểu chắn-đỡ kiểu đỡ-chắn Vì chống kiểu chắn có tác dụng ngăn cách khơng gian lị chợ với khối đá vách phá hoả Hai kiểu cuối chống hỗn hợp, chúng có cấu đỡ cấu chắn

Theo điều kiện áp dụng, chống khí hố chia thành nhiều loại để phù hợp với điều kiện góc dốc chiều dày khác va than

6.2 Điều khiển áp lực mỏ lò chợ

Tp hp cỏc bin phỏp điều chỉnh xuất áp lực mỏ lò chợ, nhằm mục đích tạo điều kiện làm việc an toàn, gọi điều khiển áp lực mỏ điều khiển đá vách

Có nhiều phương pháp điều khiển áp lực mỏ, là: phá hoả tồn phần, chèn lị phần, chèn lị tồn phần, giữ đá vách trụ than, cho đá vách hạ t t

6.2.1 Phá hoả toàn phần

B¶n chÊt cđa

phương pháp điều

khiển đá vách phá hoả toàn phần là: theo tiến độ gương lị chợ, dùng chống phá hoả đặt dọc theo biên giới khơng gian

Hình 77 Vì chống tự hành khí hố a- kiểu đỡ; b- kiểu chắn;

c- kiểu chắn-đỡ; d- kiểu đỡ-chắn

a

b

c

d

Hình 78 Phương pháp điều khiển áp lực mỏ phá hoả toàn phần

A A

lò chợ khoảng trống khai thác, để làm gối tựa cho đá vách trực tiếp “cắt” sập đổ phía sau lị chợ (hình 78)

Điều kiện áp dụng chủ yếu phương pháp đá vách trực tiếp phải có đủ chiều dày, để sau sập đổ có khả lấp kín khoảng trống khai thác, từ trụ vỉa lên tới vách Như giảm áp lực tác dụng lên chống gần gương xuống mức thấp

Có hai cách tiến hành phá hoả đá vách Cách thứ trước phá hoả cần dựng hàng chống phá hoả mới, nằm phía gần gương cách hàng chống phá hoả cũ khoảng bước phá hoả Sau đó, tháo dỡ hàng chống cũ đá vách bị gối tựa, tự sập đổ xuống khoảng trống khai thác Cách thứ hai đơn giản hơn: di chuyển chống phá hoả, từ vị trí cũ sang vị trí đá vách tự sập đổ

Khi lị chợ có độ dốc khơng q 150, tiến hành phá hoả theo chiều

từ lên trên, từ xuống Nhưng lò chợ dốc (>150), phá hoả theo hướng từ lên trên, phá hoả theo hướng ngược lại, đá vách sau bị sập đổ, trôi theo chiều dốc, lọt vào khơng gian lị chợ

6.2.2 Chèn lò phần

Phng phỏp iu khin áp lực mỏ chèn lò phần áp dụng vách vỉa lớp đá khó phá hỏa

Để tiến hành chèn phần, đào lò lấy đá theo phương vỉa khoảng trống khai thác (hình 79) Đá lấy đào lò xếp thành dải đá chèn, nằm xen kẽ lò lấy đá Khi việc đào lị lấy đá khơng cung cấp đủ đá để chèn, buộc phải lấy đá từ gương lò chuẩn bị lấy từ mặt đất xuống

Hình 79 Sơ đồ điều khiển đá vách chèn lò phần A

A

lò lấy đá

B B dải đá chèn

A - A

Trong phương pháp này, dải đá chèn thường lấp kín 60-80% khoảng trống khai thác, chúng tiếp nhận phần lớn áp lực mỏ truyền từ vách xuống, giảm áp lực tác dụng lên chống lị chợ Việc xếp dải đá chèn tiến hành liền sau tiến độ khấu gương lị chợ

6.2.3 ChÌn lß toàn phần

Ngoi ý ngha chớnh l iu khiển áp lực mỏ, phương pháp chèn lị tồn phần cịn có mục đích làm giảm tổn thất khống sản, bảo vệ cơng trình tự nhiên nhân tạo mặt đất, ngăn ngừa cháy mỏ làm tăng hiệu thơng gió khu khai thác

Có thể nói chèn lị tồn phần phương pháp điều khiển áp lực mỏ có hiệu nhất, lại tốn

Khi chèn lị tồn phần, vật liệu chèn đưa vào khu vực chèn phía sau lị chợ theo lị dọc vỉa thơng gió lị chợ có góc dốc lớn 400, chèn lò phương pháp tự chảy Còn trường hợp khác phải dùng ba phương pháp: chèn lị thiết bị khí, chèn lị sức nước chèn lị khí nén Trong hai phương pháp cuối, vật liệu chèn vận chuyển theo đường ống

6.2.4 Giữ đá vách trụ than

Trong phương pháp điều khiển áp lực mỏ này, theo tiến độ khai thác than người ta chừa lại trụ than nguyên khối qua khoảng cách định khoảng trống khai thác Kích thước trụ than khoảng cách chúng tính chọn dựa vào chiều sâu khai thác, chiều dày độ kiên cố vỉa than, tính chất đá vách đá trụ

Phương pháp thường áp dụng hệ thống khai thác buồng buồng-cột Trong đó, vách buồng khấu chống neo khơng cần chống giữ, trụ than buồng khấu có chiều rộng gần chiều dày vỉa Các trụ than tiếp nhận áp lực lớp đá vách gây tồn thời gian dài

Khuyết điểm lớn phương pháp tổn thất than lớn không áp dụng cho vỉa than có tính tự cháy

6.2.5 Hạ đá vách từ từ

Nếu vách vỉa loại đá liên kết tốt, có khả khơng rạn nứt bị uốn võng, sử dụng phương pháp điều khiển áp lực mỏ hạ đá vách từ từ (hình 80)

lớp đá nằm trên, vách trực tiếp bị uốn võng dần dần, gối xuống trụ vỉa Phương pháp có hiệu cao đá trụ có khả trương bùng

Ngoài phương pháp điều khiển đá vách kể trên, vỉa dốc đứng dùng phương pháp để lại chồng cũi gỗ khoảng trống khai thác Khi đó, vách tựa lên chồng cũi để lại, tất nhiên nén ép phá hủy chồng cũi, sập đổ khoảng cách xa gương lị chợ, mà khơng gây ảnh hưởng tới cơng tác lị chợ Khuyết điểm chủ yếu phương pháp lượng tiêu hao gỗ chống lò cao, sử dụng

6.3 Cơng nghệ khai thác than lị chợ phương pháp khoan nổ mìn vỉa dốc thoải nghiêng

Hình 81. Các sơ đồ bố trí lỗ mìn gương lị chợ

a- với hàng lỗ mìn; b- với hai hàng lỗ mìn; c- với ba hàng lỗ mìn Hình 80 Điều khiển áp lực mỏ phương pháp hạ đá vách từ từ

a

a a-a

b

b

b-b

c-c c

c a

b

c A - A

Công nghệ khai thác than phương pháp khoan nổ mìn áp dụng rộng rãi nước ta Dạng cơng nghệ có cơng tác sau đây: khoan lỗ mìn, nạp nổ mìn để tách phá than, xúc bốc vận tải than dọc lò chợ, chống giữ lò chợ điều khiển áp lực mỏ Cịn cơng tác phụ bao gồm: vận chuyển gỗ chống lị vào lị chợ, di chuyển thiết bị vận tải lò chợ sau lần khấu than, thơng gió cho lị chợ sau nổ mìn v.v

Để tách phá than lò chợ sức nổ, người ta sử dụng lỗ mìn nhỏ Chúng bố trí tương đối cách gương lò chợ thành hàng

Số hàng lỗ mìn gương lị phụ thuộc vào chiều dày vỉa hay chiều cao lị chợ, một, hai ba hàng (hình 81) Khi gương lị chợ có hai ba hàng lỗ mìn, chúng thường bố trí so le để phá vụn than đồng Khoảng cách lỗ mìn gương than khơng nhỏ 0,6 m để khỏi kích nổ lẫn Chiều rộng dải than lần nổ mìn thường 1,0-1,2 m phải chọn phù hợp với bước lắp dựng khung chống với bước phá hỏa đá vách

Khi nổ mìn phá than, người ta chia gương lò chợ thành nhiều đoạn tiến hành nổ mìn đoạn Chiều dài đoạn lị chợ thường

A A

B

B - B A - A

Hình 82 Sơ đồ lò chợ khi khấu than bằng phương pháp