Nghiên cứu công nghệ khoan ngang hợp lý để tháo khí mêtan ở mỏ than hầm lò vùng mạo khê

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Nguyễn Trần Tuân NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHOAN NGANG HỢP LÝ ĐỂ THÁO KHÍ MÊ TAN Ở MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG MẠO KHÊ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Nguyễn Trần Tuân NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHOAN NGANG HỢP LÝ ĐỂ THÁO KHÍ MÊ TAN Ở MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG MẠO KHÊ Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 62.52.06.04 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Đình Kiên TS Nguyễn Xuân Thảo HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tác giả luận án MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ KHOAN THÁO KHÍ Ở CÁC MỎ THAN KHAI THÁC HẦM LÒ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 Nhu cầu cần thiết thu hồi khí Mêtan mỏ than khai thác hầm lò giới 1.2 Cơng nghệ khoan tháo khí Mêtan mỏ than hầm lò giới 1.2.1 Phương pháp tháo khí Mêtan lỗ khoan từ mặt đất 1.2.2 Phương pháp tháo thu hồi khí Mêtan lỗ khoan hầm lị 13 1.2.3 Cơng nghệ khoan lỗ khoan tháo thu hồi khí Mêtan hầm lị 17 1.3 Tình hình nghiên cứu áp dụng cơng nghệ khoan tháo khí Mêtan Việt Nam 19 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, HIỆN TRẠNG KHAI THÁC ẢNH HƢỞNG TỚI CƠNG TÁC KHOAN VÀ TÌNH TRẠNG KHÍ MÊTAN Ở MỎ THAN MẠO KHÊ 24 2.1 Đặc điểm địa chất tính chất lý đá 24 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc địa tầng 24 2.1.2 Đặc điểm kiến tạo hệ thống đứt gẫy 25 2.1.3 Tính chất lý đá 26 2.2 Đặc điểm tính chất vỉa than mỏ Mạo Khê 29 2.3 Hiện trạng khai thác than tình trạng khí Mêtan mỏ Mạo Khê 30 2.3.1 Hiện trạng khai thác than mỏ Mạo Khê 31 2.3.2 Đặc điểm tiềm tàng khí Mêtan mỏ Mạo Khê 34 2.3.3 Các giải pháp an tồn phịng ngừa khí Mêtan xuất lò 38 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ KHOAN NGANG HỢP LÝ THÁO KHÍ MÊTAN Ở MỎ THAN MẠO KHÊ 41 3.1 Đặc điểm công nghệ khoan ngang 41 3.1.1 Sự tổn thất tải trọng chiều trục lên dụng cụ phá hủy đá 41 3.1.2 Đặc điểm cong xiên lỗ khoan ngang 45 3.1.3 Các dạng phức tạp khoan ngang 47 3.2 Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ khoan ngang hợp lý tháo khí Mêtan mỏ Mạo Khê 51 3.2.1 Hiện trạng khoan tháo khí Mêtan mỏ Mạo Khê 51 3.2.2 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ khoan ngang tháo khí mỏ Mạo Khê 55 3.2.3 Lựa chọn phương pháp chế độ cơng nghệ khoan ngang tháo khí Mêtan mỏ Mạo Khê 58 CHƢƠNG KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM PHƢƠNG PHÁP KHOAN XOAY - ĐẬP ĐỂ KHOAN CÁC LỖ KHOAN NGANG THÁO KHÍ MÊTAN Ở MỎ THAN MẠO KHÊ 66 4.1 Thiết bị khoan thử nghiệm 67 4.2 Kết nghiên cứu thử nghiệm ảnh hƣởng yếu tố chế độ công nghệ khoan ngang tới tốc độ học khoan 70 4.3 Kết thử nghiệm lựa chọn chế độ công nghệ khoan xoay - đập hợp lý 79 4.4 Hiệu khoan tháo khí khu vực vỉa cánh Đông mức -80 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 PHẦN PHỤ LỤC 117 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT API: Viện dầu khí Mỹ B: Hƣớng Bắc DDK: Dung dịch khoan Đ: Hƣớng Đông ĐCCT-ĐCTV: Địa chất cơng trình, địa chất thủy văn E: Năng lƣợng phá hủy đá, kW.h/m F.A; F.B; F.340: Đứt gãy F.A; Đứt gãy F.B; Đứt gãy F.340 K: Độ thẩm thấu, m2 Kotb: Hệ số thu hồi khí Mêtan từ lỗ khoan L: Chiều dài lỗ khoan, m LK: Lỗ khoan MK: Mạo Khê n: Tốc độ quay cột cần khoan, v/ph nđ: Tần số đập, lần/ph N: Hƣớng Nam OML: Ống mẫu luồn P: Tải trọng chiều trục, N Pđ: Tải trọng chiều trục lƣợng đập khoan xoay đập, kW PO: Tải trọng chiều trục khoan xoay, kN Ps: Độ cứng đá, MPa q: Trọng lƣợng riêng mét cần khoan, N/m Q: Lƣu lƣợng nƣớc rửa, l/ph Qo: Lƣợng khí Mêtan từ lỗ khoan, kg/s QMK: Khối lƣợng khí Mêtan thu hồi khu vực khai thác, m3/tháng TKV: Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam T IIIA: Tuyến III A T: Hƣớng Tây V.9: Vỉa than thứ Vimsat: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Vm: Vận tốc học khoan, m/h DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các vụ tai nạn điển hình liên quan tới nổ khí Mêtan mỏ than hầm lò số nƣớc giới Bảng 2.1 Mức độ phong hóa, nứt nẻ đá m Mo Khờ 25 Bảng 2.2 Tính chất lý đặc tr-ng cho loại đá mỏ than hầm lò Mạo Khê 28 Bng 2.3 Cụng sut khai thỏc mỏ Mạo Khê từ năm 2010 đến năm 2015 32 Bảng 2.4 Độ chứa khí trữ lƣợng khí mỏ than Mạo Khê theo chiều sâu 35 Bảng 2.5 Kết qủa quan trắc thực tế dự báo lƣợng khí Mêtan từ lị chợ khai thác vỉa than mỏ Mạo khê 37 Bảng 3.1 Các thông số chế độ khoan xoay - đập 64 Bảng 4.1 Đặc tính kỹ thuật thiết bị khoan xoay - đập RPD-130SL-F2W máy bơm nƣớc rửa MG-15 67 Bảng 4.2 Đặc tính kỹ thuật ống mẫu luồn khoan ngang PS-89 70 Bảng 4.3 Mức độ ảnh hƣởng thông số chế độ khoan tới tốc độ học khoan ngang ống mẫu luồn PS-89 72 Bảng 4.4 Mức độ ảnh hƣởng tốc độ quay cột cần khoan tới tốc độ học khoan ngang thiết bị khoan RPD-130SL-F2W OML PS89 đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000MPa; tải trọng chiều trục Po= 9000 - 13000N; Q= 45-50l/ph; dung dịch khoan - nƣớc lã 73 Bảng 4.5 Mức độ ảnh hƣởng tải trọng chiều trục tới tốc độ học khoan ngang thiết bị khoan RPD-130SL-F2W OML PS-89 đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000MPa; tốc độ quay cột cần khoan n = 80- 200v/ph; Q= 45-50l/ph; dung dịch khoan - nƣớc lã 74 Bảng 4.6 Mức độ ảnh hƣởng lƣu lƣợng nƣớc rửa tới tốc độ học khoan ngang thiết bị khoan RPD-130SL-F2W OML PS-89 đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000MPa; tốc độ quay cột cần khoan n = 80 - 200v/ph; Po=9000-13000N; dung dịch khoan - nƣớc lã Bảng 4.7 Mức độ ảnh hƣởng tốc độ quay cột cần khoan tới tốc độ 75 học khoan ngang thiết bị khoan RPD-130SL-F2W OML PS89 đá bột kết cấp VII-VIII, Ps= 2000 -3000MPa; tải trọng chiều trục Po= 6000- 7000N; Q=50-60l/ph; dung dịch khoan - nƣớc lã 76 Bảng 4.8 Mức độ ảnh hƣởng tải trọng chiều trục tới tốc độ học khoan ngang thiết bị khoan RPD-130SL-F2W OML PS-89 đá bột kết cấp VII-VIII, Ps= 2000 -3000MPa; tốc độ quay cột cần khoan n = 80- 200v/ph; Q= 50 -60l/ph; dung dịch khoan - nƣớc lã 77 Bảng 4.9 Mức độ ảnh hƣởng lƣu lƣợng nƣớc rửa tới tốc độ học khoan ngang thiết bị khoan RPD-130SL OML PS-89 đá bột kết cấp VII-VIII, Ps= 2000-3000MPa; tốc độ quay cột cần khoan n = 80200v/ph; tải trọng chiều trục Po= 6000- 7000N; dung dịch khoan - nƣớc lã 78 Bảng 4.10 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay thiết bị RPD 130-SL-F2W đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS=2000-3000MPa 81 Bảng 4.11 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay - đập thiết bị RPD 130-SLF2W đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS = 2000-3000MPa; nđ = 800lần/ph 83 Bảng 4.12 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay - đập thiết bị RPD 130-SLF2W đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS = 2000-3000MPa; nđ = 1000lần/ph 85 Bảng 4.13 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay - đập thiết bị RPD 130-SLF2W đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS = 2000-3000MPa; nđ = 1200lần/ph 87 Bảng 4.14 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay thiết bị RPD 130-SL-F2W đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa 89 10 Bảng 4.15 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay - đập thiết bị RPD 130-SLF2W đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000MPa; nđ 800lần/ph 91 Bảng 4.16 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay - đập thiết bị RPD 130-SLF2W đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000MPa; nđ = 1000lần/ph 93 Bảng 4.17 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào thông số chế độ khoan, khoan xoay - đập thiết bị RPD 130-SLF2W đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000MPa; nđ = 1200lần/ph 95 Bảng 4.18 So sánh tiêu khoan xoay khoan xoay - đập đá có độ cứng Ps = 2000-3000MPa 97 Bảng 4.19 So sánh tiêu khoan xoay khoan xoay - đập đá có độ cứng Ps = 5000-7000MPa 99 Bảng 4.20 Thông số chế độ khoan xoay - đập hợp lý thiết bị khoan RPD-130SL-F2W ống mẫu luồn PS -89 102 138 Bảng P.1.4 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS = 2000-3000MPa, nđ = 1200lần/ph Po, N nđ, lần/ph n, v/ph 5000 1200 80 5000 1200 5000 t, phút l, cm Vm, m/h N, kW E, kW.h/m 10 13,50 0,81 0,58 0,72 120 10 18,9 1,13 0,88 0,77 1200 160 10 24,9 1,49 1,17 0,78 5000 1200 200 10 34,9 2,09 1,46 0,70 7000 1200 80 10 15,8 0,95 0,82 0,86 7000 1200 120 10 21,2 1,27 1,23 0,96 7000 1200 160 10 27,7 1,66 1,64 0,98 7000 1200 200 10 35,1 2,11 2,04 0,97 9000 1200 80 10 16,7 1,00 1,05 1,05 9000 1200 120 10 23 1,38 1,58 1,14 9000 1200 160 10 28,3 1,70 2,10 1,24 9000 1200 200 10 38,8 2,33 2,63 1,13 11000 1200 80 10 18,5 1,11 1,28 1,16 11000 1200 120 10 25,1 1,51 1,93 1,28 11000 1200 160 10 29 1,74 2,57 1,48 11000 1200 200 10 39 2,34 3,21 1,37 139 2,50 Tải trọng chiều trục: 5000N Tốc độ học, m/h 2,00 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,50 Tải trọng chiều trục: 9000N 1,00 Tải trọng chiều trục: 10000N 0,50 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vịng quay, v/ph Hình P.1.7 Sự phụ thuộc tốc độ học vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS = 2000-3000MPa, nđ = 1200lần/ph Năng lượng phá hủy đá, kW.h/m 1,60 1,40 Tải trọng chiều trục: 5000N 1,20 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,00 Tải trọng chiều trục: 9000N 0,80 Tải trọng chiều trục: 10000N 0,60 0,40 0,20 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vòng quay, v/ph Hình P.1.8 Sự phụ thuộc lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan khoan xoay - đập đá bột kết, đồng cấp V-VIII, PS = 2000-3000MPa, nđ = 1200lần/ph 140 Phụ lục Kết thử nghiệm phụ thuộc Vm vào tốc độ quay cột cần khoan đá cấp V-VII, PS = 5000-7000MPa Bảng P.2.1 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan khoan xoay đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa Po, N n, v /ph t, phút l, cm Vm, m/h N, kW E, kW.h/m 5000 80 10 10,50 0,63 0,58 0,93 5000 120 10 12,2 0,73 0,88 1,20 5000 160 10 13,8 0,83 1,17 1,41 5000 200 10 15,21 0,91 1,46 1,60 5000 240 10 18,4 1,10 1,75 1,59 7000 7000 7000 7000 7000 80 120 160 200 240 10 10 10 10 10 11,2 13,8 16,2 18,7 22,7 0,67 0,83 0,97 1,12 1,36 0,82 1,23 1,64 2,04 2,45 1,22 1,48 1,68 1,82 1,80 9000 9000 9000 9000 9000 80 120 160 200 240 10 10 10 10 10 11,8 14,3 18,04 20 23,5 0,71 0,86 1,08 1,20 1,41 1,05 1,58 2,10 2,63 3,15 1,48 1,84 1,94 2,19 2,24 11000 11000 11000 11000 11000 80 120 160 200 240 10 10 10 10 10 12,1 15,3 20,57 22,8 26,8 0,73 0,92 1,23 1,37 1,61 1,28 1,93 2,57 3,21 3,85 1,77 2,10 2,08 2,35 2,40 13000 13000 13000 13000 13000 80 120 160 200 240 10 10 10 10 10 12,5 16,1 19,36 22,2 25,4 0,75 0,97 1,16 1,33 1,52 1,52 2,28 3,04 3,80 4,56 2,02 2,36 2,61 2,85 2,99 141 Tốc độ học, m/h 1,80 1,60 Tải trọng chiều trục: 5000N 1,40 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,20 Tải trọng chiều trục: 9000N 1,00 Tải trọng chiều trục: 11000N 0,80 Tải trọng chiều trục: 13000N 0,60 0,40 0,20 0,00 80 120 160 200 240 Tốc độ vịng quay, v/ph Hình P.2.1 Sự phụ thuộc tốc độ học vào tốc độ quay cột cần khoan xoay đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa Năng lượng phá hủy đá, kW.h/m 3,50 3,00 Tải trọng chiều trục: 5000N 2,50 Tải trọng chiều trục: 7000N Tải trọng chiều trục: 9000N 2,00 Tải trọng chiều trục: 11000N 1,50 Tải trọng chiều trục: 13000N 1,00 0,50 0,00 80 120 160 200 240 Tốc độ vịng quay, v/ph Hình P.2.2 Sự phụ thuộc lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan xoay đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa 142 Bảng P.2.2 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 800lần/ph Vm, Po, N nđ, lần/ph n, v/ph 5000 800 80 5000 800 5000 t, phút l, cm m/h N, kW E, kW.h/m 10 10,20 0,61 0,58 0,95 120 10 13,6 0,82 0,88 1,07 800 160 10 17,8 1,07 1,17 1,09 5000 800 200 10 22,5 1,35 1,46 1,08 7000 800 80 10 14,7 0,88 0,82 0,93 7000 800 120 10 14,7 0,88 1,23 1,39 7000 800 160 10 19,1 1,15 1,64 1,43 7000 800 200 10 23,8 1,43 2,04 1,43 9000 800 80 10 12,9 0,77 1,05 1,36 9000 800 120 10 17,9 1,07 1,58 1,47 9000 800 160 10 21,9 1,31 2,10 1,60 9000 800 200 10 25,9 1,55 2,63 1,69 11000 800 80 10 15,3 0,92 1,28 1,40 11000 800 120 10 18,9 1,13 1,93 1,70 11000 800 160 10 23,9 1,43 2,57 1,79 11000 800 200 10 27,7 1,66 3,21 1,93 143 Tốc độ học, m/h 1,80 1,60 Tải trọng chiều trục: 5000N 1,40 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,20 Tải trọng chiều trục: 9000N Tải trọng chiều trục: 10000N 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vòng quay, v/ph Hình P.2.3 Sự phụ thuộc tốc độ học vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 800lần/ph Năng lượng phá hủy đá, kW.h/m 1,80 1,60 Tải trọng chiều trục: 5000N 1,40 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,20 Tải trọng chiều trục: 9000N 1,00 Tải trọng chiều trục: 10000N 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vịng quay, v/ph Hình P.2.4 Sự phụ thuộc lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 800lần/ph 144 Bảng P.2.3 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 1000lần/ph Po, N nđ, lần/ph n, v/ph t, phút l, cm Vm, m/h N, kW E, kW.h/m 5000 1000 80 10 11,70 0,70 0,58 0,83 5000 1000 120 10 15,2 0,91 0,88 0,96 5000 1000 160 10 19,8 1,19 1,17 0,98 5000 1000 200 10 24,9 1,49 1,46 0,98 7000 1000 80 10 12,8 0,77 0,82 1,06 7000 1000 120 10 16,8 1,01 1,23 1,22 7000 1000 160 10 21,1 1,27 1,64 1,29 7000 1000 200 10 26,7 1,60 2,04 1,28 9000 1000 80 10 18,9 1,13 1,05 0,93 9000 1000 120 10 18,9 1,13 1,58 1,39 9000 1000 160 10 23,9 1,43 2,10 1,47 9000 1000 200 10 30,6 1,84 2,63 1,43 11000 1000 80 10 16,2 0,97 1,28 1,32 11000 1000 120 10 20,3 1,22 1,93 1,58 11000 1000 160 10 25,8 1,55 2,57 1,66 11000 1000 200 10 33,5 2,01 3,21 1,60 145 2,50 Tải trọng chiều trục: 5000N Tốc độ học, m/h 2,00 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,50 Tải trọng chiều trục: 9000N Tải trọng chiều trục: 10000N 1,00 0,50 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vòng quay, v/ph Hình P.2.5 Sự phụ thuộc tốc độ học vào tốc độ quay cột cần khoan khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 1000lần/ph Năng lượng phá hủy đá, kW.h/m 2,50 Tải trọng chiều trục: 5000N 2,00 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,50 Tải trọng chiều trục: 9000N Tải trọng chiều trục: 10000N 1,00 0,50 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vòng quay, v/ph Hình P.2.6 Sự phụ thuộc lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 1000lần/ph 146 Bảng P.2.4 Sự phụ thuộc tốc độ học lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 1200lần/ph Po, N nđ, lần/ph n, v/ph t, phút l, cm Vm, m/h N, kW E, kW.h/m 5000 1200 80 10 16,77 1,01 0,58 0,58 5000 1200 120 10 18,2 1,09 0,88 0,80 5000 1200 160 10 24,3 1,46 1,17 0,80 5000 1200 200 10 33,8 2,03 1,46 0,72 7000 1200 80 10 14,2 0,85 0,82 0,96 7000 1200 120 10 20,7 1,24 1,23 0,99 7000 1200 160 10 26,7 1,60 1,64 1,02 7000 1200 200 10 36,3 2,18 2,04 0,94 9000 1200 80 10 15,6 0,94 1,05 1,12 9000 1200 120 10 22,7 1,36 1,58 1,16 9000 1200 160 10 28 1,68 2,10 1,25 9000 1200 200 10 38,5 2,31 2,63 1,14 11000 1200 80 10 17,8 1,07 1,28 1,20 11000 1200 120 10 24,2 1,45 1,93 1,33 11000 1200 160 10 29,1 1,75 2,57 1,47 11000 1200 200 10 39,1 2,35 3,21 1,37 147 2,50 Tải trọng chiều trục: 5000N Tốc độ học, m/h 2,00 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,50 Tải trọng chiều trục: 9000N Tải trọng chiều trục: 10000N 1,00 0,50 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vịng quay, v/ph Hình P.2.7 Sự phụ thuộc tốc độ học vào tốc độ quay cột cần khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 1200lần/ph Năng lượng phá hủy đá, kW.h/m 1,60 1,40 Tải trọng chiều trục: 5000N 1,20 Tải trọng chiều trục: 7000N 1,00 Tải trọng chiều trục: 9000N Tải trọng chiều trục: 10000N 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 80 120 160 200 Tốc độ vịng quay, v/ph Hình P.2.8 Sự phụ thuộc lƣợng phá hủy đá vào tốc độ quay cột cần khoan khoan xoay - đập đá cát kết hạt nhỏ mịn cấp IX- X, Ps= 5000 -7000 MPa, nđ = 1200lần/ph 148 Phụ lục Đặc điểm vỉa than mỏ Mạo Khê Khu vực CD tổng quát vỉa ( m) Chiều dày riêng than (m) Chiều dày đá kẹp (m) TS lớp kẹp (số lớp) Độ dốc vỉa (độ) Phân loại (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 24(59) Cánh Bắc 0.57-4.29 2(53) 0.57-3.59 1.94 0-0.7 0.07 0-5 32-55 40 Phức tạp 23(58) Cánh Bắc Cánh Bắc 18(53) Cánh Bắc 0.23-1.6 1.02 0.28-1.89 1.02 0.57-3.59 1.94 0-0.46 0.1 0-0.46 0.07 0-0.7 0.07 0-4 0-4 0-5 25-55 41 25-55 41 32-55 40 Tƣơng đối phức tạp 22(57) 0.23-2 1.1(28) 0.28-1.89 1.09(29) 0.57-4.29 2(53) 16(51) Cánh Bắc Cánh Bắc 11(46) Cánh Bắc 0.08-1.69 0.78 0.35-2.9 1.48 0.13-3.55 1.6 0-0.28 0.02 0-1.07 0.23 0-0.85 0.21 0-1 0-5 0-7 25-45 39 10-50 35 20-50 36 Đơn giản 12(47) 0.08-1.97 0.8(14) 0.35-3.28 1.7(60) 0.13-4.3 1.81(31) 10(45) Cánh Bắc Cánh Bắc 9V(44V) Cánh Bắc 0.28-5.79 2.05 0.45-9.15 2.73 0.33-7.99 2.47 0-2 0.29 0-1.22 0.27 0-2.06 0.24 0-8 0-8 0-18 10-70 36 10-75 39 10-75 36 Rất phức tạp 9BT(44BT) 0.28-6.53 2.34(100) 0.45-9.3 3(93) 0.33-10.05 2.71(95) 9T(44T) Cánh Bắc 0.73-3.1 1.31(19) 0.56-2.7 1.23 0-0.46 0.08 0-2 15-65 39 Phức tạp 8T(43T) Cánh Bắc Cánh Bắc 0.32-7.45 0.27-7.07 0-2.12 0.19 0-1.65 0-12 0-9 15-78 42 15-75 Phức tạp 7V(42V) 0.32-9.57 2.18(80) 0.27-7.99 3.32(31) 0.14-7.58 2.09(70) 0.08-1.6 0.88(4) 0.38-9.77 2.85 0.14-5.04 1.74 0.08-1.1 0.71 0.38-6.98 0.41 0-2.54 0.36 0-0.5 0.17 0-3.21 0-20 0-2 0-9 36 15-75 43 30-70 54 18-70 3.26(49) 0.33-10.22 3.17(61) 0.3-4.4 1.77(18) 2.78 0.28-8.56 2.73 0.3-3.29 1.43 0.48 0-3.08 0.45 0-1.3 0.34 0-6 0-8 42 18-70 45 45-75 62 Tên vỉa than 7T(42T) Cánh Bắc 7A(42A) Cánh Bắc 6V(41V) Cánh Bắc 6T(41T) Cánh Bắc 5V(40V) Cánh Bắc Tƣơng đối phức tạp Tƣơng đối phức tạp Tƣơng đối phức tạp Tƣơng đối phức tạp Rất phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Tƣơng đối phức tạp 149 5T(40T) Cánh Bắc 0.41-8.43 2.22(41) 0.41-5.79 1.82 0-2.45 0.4 0-22 20-75 52 Tƣơng đối phức tạp 4(39) Cánh Bắc 0.11-1.85 0.9(23) 0.11-1.85 0.87 0-0.9 0.07 0-2 20-85 50 Đơn giản (1) (2) Cánh Bắc (4) 0.25-4.45 1.68 (5) 0-1.93 0.33 (6) 0-9 (7) 30-75 52 (8) 3(38) (3) 0.3-6.38 2.01(38) 2(37) Cánh Bắc 1(36) Cánh Bắc 1-T(36A) Cánh Bắc 0.19-11.78 2.6(16) 0.88-18.24 4.86(54) 0.66-6.18 2.16(50) 0.19-7.97 2.01 0.88-14.5 4.05 0.66-6 0-3.81 0.59 0-3.74 0.71 0-1.17 0.16 0-13 0-8 0-4 25-70 42 35-70 53 35-70 52 1A(36B) Cánh Bắc Cánh Bắc 1CV(34) Cánh Bắc 0.62-2.76 1.36 1.13-18.99 4.35 0.49-2.64 1.2 0-0.57 0.05 0-2.02 0.79 0-0 0-1 0-13 0-0 45-70 56 40-80 54 40-60 50 Tƣơng đối phức tạp 1B(35) 0.62-3.15 1.41(18) 1.13-19.9 5.14(44) 0.49-2.64 1.2(7) 1C(33) Cánh Bắc Cánh Bắc Cánh Bắc 0-1.38 0.19 0-1.64 0.24 0-1.13 0.24 0-3 0-4 0-4 40-75 51 40-65 51 40-70 53 Rất phức tạp 1D(31) 0.46-4.76 1.8 0.4-10.5 2.23 0.39-8.36 2.52 Tƣơng đối phức tạp 1CT(32) 0.46-6.14 1.93(20) 0.4-11.04 2.47(22) 0.39-9.39 2.76(28) 1DT(30) Cánh Bắc 0.77-5.1 2.29(13) 0.77-4.05 2.17 0-1.05 0.12 0-5 40-70 55 Phức tạp 1E(29) Cánh Bắc Cánh Bắc 0.1-6.05 2.61 0.25-4.8 0-2.99 0.85 0-0.45 0-2 0-1 25-60 44 25-60 Phức tạp 1F(28) 0.1-6.11 3.46(8) 0.25-5.25 1.46(8) 1.15-2.7 1.87(4) 0.9-1.84 1.26(3) 1.14-1.29 1.38 1.15-2.38 1.67 0.8-1.84 1.22 1.14-1.29 0.09 0-0.32 0.2 0-0.1 0.03 0-0 0-2 0-1 0-0 51 50-60 53 45-60 52 40-65 1.22(3) 2.51-4.89 3.68(3) 1.63-1.63 1.63(1) 1.06-1.06 1.22 2.25-4.35 3.24 1.63-1.63 1.63 1.06-1.06 0.26-0.54 0.44 0-0 0-0 1-1 0-0 0-0 52 25-50 35 25-25 25 15-15 1G(27) Cánh Bắc 1H(27A) Cánh Bắc 1I(26) Cánh Bắc 1K(25) Cánh Bắc 1-19(24) Cánh Bắc 1-20(24A) Cánh Bắc Đơn giản Đơn giản Phức tạp Tƣơng đối phức tạp Phức tạp Đơn giản Tƣơng đối phức tạp Tƣơng đối phức tạp Phức tạp Tƣơng đối đơn giản Rất phức tạp Phức tạp Tƣơng đối đơn giản Tƣơng đối 150 1-21(24B) Cánh Bắc 12(47) Cánh Nam (1) (2) 11(46) Cánh Nam 10(45) Cánh Nam 9BV(44BV) Cánh Nam 9BT(44BT) Cánh Nam 9AV(44AV) Cánh Nam 9AT(44AT) Cánh Nam 9V(44V) Cánh Nam 9T(44T) Cánh Nam 8V(43V) Cánh Nam 8T(43T) Cánh Nam 8A(43A) Cánh Nam 7T(42T) Cánh Nam 6V(41V) Cánh Nam 6T(41T) Cánh Nam 5T(40T) Cánh Nam 4(39) Cánh Nam 3(38) Cánh Nam 2(37) Cánh Nam 1(36) Cánh Nam 1.06(1) 1.18-1.18 1.06 1.18-1.18 0-0 0-0 15 25-25 1.18(1) 0.46-1.33 0.86(9) 1.18 0.46-1.33 0.81 0-0.35 0.05 0-2 25 35-71 56 (3) 0.2-4.41 (4) 0.2-3.98 (5) 0-0.9 (6) 0-3 (7) 20-71 1.75(15) 0.4-22.49 4.3(57) 0.2-14.8 2.85(38) 0.09-16.38 1.54 0.4-19.73 3.65 0.2-8.59 2.4 0.09-14.17 0.21 0-3.93 0.66 0-6.21 0.54 0-3.62 0-22 0-19 0-25 50 20-75 49 20-70 45 20-75 3.71(84) 0.64-11.7 4.96(28) 0.16-13.72 4.8(72) 0.41-9.88 3.15 0.59-11.12 4.05 0.16-12.77 3.99 0.41-8.37 0.56 0-1.93 0.91 0-3.05 0.84 0-2.73 0-19 0-21 0-19 51 40-70 55 20-80 50 26-75 4.14(56) 0.64-9.48 3.63(52) 0.41-8.46 2.02(40) 0.27-12.28 3.41 0.64-9.48 3.17 0.41-6.18 1.73 0.27-11.06 0.73 0-2.75 0.46 0-2.28 0.29 0-4.17 0-10 0-9 0-12 53 0-78 54 40-75 58 35-75 4.98(55) 0.64-4.31 1.62(48) 0.35-6.72 2.45(40) 0.27-3.27 4.03 0.64-3.35 1.51 0.35-5.55 2.09 0.27-2.63 0.95 0-0.96 0.11 0-1.77 0.37 0-0.72 0-5 0-8 0-6 55 35-78 58 20-70 52 40-80 1.45(22) 0.27-4.06 1.48(23) 0.3-3.41 1.14(7) 2.25-4.69 1.26 0.27-3.76 1.27 0.3-2.87 1.02 2.25-4.69 0.19 0-0.99 0.22 0-0.54 0.12 0-0 0-2 0-2 0-0 57 40-80 57 40-70 54 50-65 3.47(3) 0.7-2.6 1.54(3) 0.74-1.82 1.36(7) 0.71-12.99 3.47 0.7-2.03 1.26 0.74-1.82 1.36 0.71-10.65 0-0.57 0.27 0-0 0-2.9 0-5 0-0 0-6 58 60-65 63 30-55 45 30-60 đơn giản Tƣơng đối đơn giản Tƣơng đối phức tạp (8) Tƣơng đối phức tạp Rất phức tạp Rất phức tạp Rất phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Phức tạp Tƣơng đối phức tạp Đơn giản Đơn giản Đơn giản Phức tạp 151 1-T(36A) Cánh Nam 1B(35) Cánh Nam 1C(33) Cánh Nam (1) (2) 1CT(32) Cánh Nam 1D(31) Cánh Nam 1DT(30) Cánh Nam 1E(29) Cánh Nam 1F(28) Cánh Nam 1G(27) Cánh Nam 1H(27A) Cánh Nam 1I(26) Cánh Nam 1K(25) Cánh Nam 1-19(24) Cánh Nam 1-20(24A) Cánh Nam 3.68(27) 0.5-8.72 2.98 0.5-6.23 0.78 0-2.49 0-2 45 30-55 2.24(23) 3.1-23.59 6.98(26) 0.43-1.38 0.97(11) (3) 2.01 2.65-19.45 6.11 0.43-1.2 0.9 (4) 0.23 0-4.14 0.88 0-0.46 0.07 (5) 0-6 0-1 (6) 44 25-80 46 25-70 49 (7) 1.23-20.51 7.71(13) 0.49-9.19 2.89(23) 0.57-4.77 2.46(16) 1.23-17.25 6.75 0.49-7.75 2.66 0.57-4.58 2.33 0-3.26 0.96 0-1.69 0.22 0-1.15 0.13 0-11 0-2 0-2 30-48 40 27-70 45 30-60 46 Rất phức tạp 0.85-6.88 3.03(15) 0.82-4.76 2.31(12) 0.38-7.6 2.24(6) 0.85-6.88 2.86 0.82-4.15 2.13 0.38-7.49 2.08 0-0.99 0.17 0-0.81 0.19 0-0.87 0.16 0-3 0-2 0-2 30-60 45 25-65 45 30-65 43 Rất phức tạp 1.13-1.13 1.13(1) 0.14-31.98 5.9(11) 1.41-8.17 4.22(3) 1.13-1.13 1.13 0.14-25.47 5.06 1.41-7.21 3.82 0-0 0-6.51 0.84 0-0.96 0.41 0-0 0-8 0-3 45-45 45 40-75 57 35-50 43 Đơn giản 2.49-2.87 2.68(2) 0.46-0.46 0.46(1) 2.37-2.87 2.62 0.46-0.46 0.46 0-0.12 0.06 0-0 0-3 0-0 35-65 50 65-65 65 Tƣơng đối đơn giản Phức tạp Rất phức tạp Tƣơng đối phức tạp (8) Rất phức tạp Phức tạp Tƣơng đối phức tạp Phức tạp Đơn giản Phức tạp Tƣơng đối đơn giản 152 Phụ lục Sơ đồ nguyên lý làm việc trạm tháo khí mêtan mặt đất B Cét chèng sét Container văn phòng (phòng điều khiển) Khối trộn không khí Bộ phận giảm âm Tủ động lực, điều khiển thiết bị, đo l-ờng hiển thị Khu vực hòa loÃng khí mêtan áp suất Min 0,7MPa Quạt gió Đ-ờng ống khí nén x 400 AC đ-ờng điện nguồn, 35kW Đ-ờng truyền số liệu đo an toàn tia lửa 3 Máy hút (Injector) dP %CH4 P T Bộ ngắt lửa A Cảm biến áp suất Cảm biến nhiệt độ Cảm biến đo hạ áp Khử n-ớc Nối đất Đ-ờng ống thoát khí mêtan từ d-ới hầm lò lên Cảm biến nồng độ CH4 0-100% ... pháp khoan công nghệ khoan hợp lý, phù hợp với yêu cầu, mục đích tháo khí Mêtan mỏ Vì vậy, việc nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp khoan, công nghệ khoan ngang hợp lý để khoan lỗ khoan tháo khí mỏ Mạo. .. cơng nghệ khoan ngang công nghệ khoan xoay - đập ống mẫu luồn để khoan lỗ khoan ngang tháo khí Mêtan mỏ than khai thác hầm lò Nghiên cứu thử nghiệm khoan xoay - đập để khoan lỗ khoan ngang tháo khí. .. không riêng mỏ Mạo Khê nay, mà cho mỏ than khai thác hầm lò Việt Nam Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp công nghệ khoan ngang hợp lý để khoan tháo khí Mêtan mỏ Mạo Khê nhằm