TỐI ƯU HÓA CÁC THAM SỐ CỦA MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÙNG CẨM PHẢ- QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÙI ĐÌNH THANH TỐI ƯU HĨA CÁC THAM SỐ CỦA MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÙNG CẨM PHẢ- QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÙI ĐÌNH THANH TỐI ƯU HĨA CÁC THAM SỐ CỦA MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÙNG CẨM PHẢ- QUẢNG NINH Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 62.52.06.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TSKH LÊ NHƯ HÙNG HÀ NỘI - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tôi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Bùi Đình Thanh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA CÁC THAM SỐ CỦA SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC 1.1 Hiện trạng áp dụng công nghệ khai thác vỉa dày, dốc thoải vùng than quảng ninh 1.2 Kinh nghiệm áp dụng công nghệ khai thác vỉa dày, dốc thoải giới 19 1.3 Tổng quan kết nghiên cứu tối ưu hóa thơng số cơng nghệ khai thác vỉa dày, dốc thoải 22 1.4 Kết luận, mục tiêu nội dung nghiên cứu 32 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC PHÙ HỢP ĐIỀU KIỆN CÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 35 2.1 Đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ tổng hợp trữ lượng vỉa dày, dốc thoải vùng cẩm phả- quảng ninh 35 2.2 Đề xuất số công nghệ khai thác phù hợp điều kiện vỉa dày, dốc thoải vùng cẩm phả- quảng ninh 44 2.3 Đề xuất đồng thiết bị giới hóa khai thác vỉa dày thoải 51 2.4 Kết luận 58 CHƯƠNG XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA CÁC THAM SỐ CỦA SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 60 3.1 Nghiên cứu xác định tham số cần tối ưu hóa sơ đồ cơng nghệ khai thác 60 3.2 Xây dựng phương pháp tổng quát giải tốn tối ưu hóa tham số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày, dốc thoải 72 3.3 Xây dựng phương pháp tính tốn chi phí sản xuất than dựa tham số sơ đồ công nghệ khai thác 75 3.3 Kết luận 82 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA CÁC THƠNG SỐ CỦA SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CƠ GIỚI HĨA KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI TẠI MỎ THAN KHE CHÀM III 84 4.1 Xây dựng điều kiện tính tốn 85 4.2 Tối ưu hóa chiều dài lò chợ biết trước chiều dài cột khai thác chiều cao khấu gương 101 4.3 Tối ưu hóa chiều dài cột khai thác biết trước chiều dài lò chợ chiều cao khấu gương 103 4.4 Xây dựng mối quan hệ chiều cao khấu gương chi phí sản xuất biết trước kích thước lò chợ .106 4.5 Tối ưu hóa tham số lị chợ giới hóa theo yếu tố chi phí sản xuất nhỏ 107 4.6 Kết luận 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 PHỤ LỤC 117 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT XV Xuyên vỉa TB Tây Bắc ZHF Giá thủy lực di động kiểu ZHF LAC Fast Lagrangian Analyis of Continua UDEC The Universal Distinct Element Code CNKT Công nghệ khai thác CLTĐ Cột thủy lực đơn HDIB Xà kim loại kiểu HDJB GTLDĐ Giá thủy lực di động HDFBC Xà hộp SNG Khối nước thuộc Nga XDY Giá thủy lực di động kiểu XDY VINAALTA Giàn chống tự hành kiểu VINAALTA 2ANSH Giàn chống tự hành kiểu 2ANSH OKU Cột chống pha hỏa kiểu OKU QCVN01:2011/BCT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia an toàn khai thác than hầm CNKT Công nghệ khai thác HTKTCDTP Hệ thống khai thác cột dài theo phương DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ hạ trần than Hình 1.2 Mặt cắt gương lò chợ theo loại vật liệu chống giữ Hình 1.3 Giá thủy lực di động XDY-1T2/LY 10 Hình 1.4 Giá thủy lực di động có xích ZH1800/16/24ZL 10 Hình 1.5 Sơ đồ cơng nghệ khai thác giới hóa đồng sử dụng dàn tự hành Vinaalta, khấu than lớp trụ, hạ trần thu hồi than 12 Hình 1.6 Lị chợ giới hóa đồng Cơng ty than Nam Mẫu 13 Hình 1.7 Cơng nghệ khai thác chia lớp nghiêng có lớp đệm nhân tạo 15 Hình 1.8 Hệ thống khai thác chia lớp nghiêng - hạ trần 18 Hình 1.9 Sơ đồ CNKT CGH chia lớp nghiêng, hạ trần thu hồi lớp 20 Hình 1.10 Sơ đồ CNKT chia lớp nghiêng với chèn lò tồn phần 20 Hình 1.11 Sơ đồ CNKT cột dài theo phương, CGH khấu than lớp trụ hạ trần thu hồi than Trung Quốc 21 Hình 2.1 Tỷ lệ phân bố trữ lượng vỉa than dày, dốc thoải mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả 42 Hình 2.2 Tỷ lệ phân bố trữ lượng vỉa than dày, dốc thoải có khả áp dụng giới hóa khai thác mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả 43 Hình 2.3 Cơng nghệ CGH khai thác hạ trần than 45 Hình 2.4 Cơng nghệ giới hóa khai thác chia lớp nghiêng,hạ trần thu hồi than lớp .49 Hình 2.5 Dàn chống tự hành kiểu “che- chống” có kết cấu thu hồi than sử dụng máng cào 52 Hình 2.6 Dàn chống tự hành kiểu “chống - che” có kết cấu thu hồi than nóc, sử dụng máng cào 54 Hình 3.1 Mối quan hệ chiều dài lị chợ với cơng suất khai thác, giá thành phân xưởng, chi phí sản xuất than 67 Hình 3.2 Mối quan hệ chiều dài cột khai thác theo phương với công suất khai thác, giá thành phân xưởng, chi phí sản xuất than 69 Hình 3.3 Mối quan hệ chiều cao khấu gương với công suất khai thác, giá thành phân xưởng, chi phí sản xuất than 70 Hình 3.4 Giải thuật tổng quát giải tốn tối ưu hóa tham số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa than dày, dốc thoải 74 Hình 4.1 Giao diện phần mềm tối ưu hóa thơng số SĐCN giới hóa khai thác vỉa than dày, dốc thoải 100 Hình 4.2 Kết tính tốn tối ưu hóa chiều dài lị chợ biết trước chiều dài cột khai thác chiều cao khấu (trong điều kiện mỏ Khe Chàm III) 102 Hình 4.3 Mối quan hệ chi phí sản xuất với chiều dài lị chợ 103 Hình 4.4 Kết tính tốn tối ưu hóa chiều dài cột khai thác biết trước chiều dài lò chợ chiều cao khấu (trong điều kiện mỏ Khe Chàm III) 104 Hình 4.5 Mối quan hệ chi phí sản xuất với chiều dài cột khấu (trong điều kiện mỏ Khe Chàm III) 105 Hình 4.6 Mối quan hệ chi phí sản xuất với chiều cao khấu gương (trong điều kiện mỏ Khe Chàm III) 106 Hình 4.7 Kết tính tốn tối ưu hóa chiều dài lị chợ, chiều dài cột khai thác theo yếu tố chi phí sản xuất nhỏ (trong điều kiện mỏ Khe Chàm III) 108 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tổng hợp số tiêu KTKT đạt CNKT cột dài theo phương, khấu lớp trụ khoan nổ mìn, hạ trần thu hồi than Bảng 1.2: Tổng hợp tiêu KTKT đạt CNKT CGH đồng sử dụng dàn tự hành Vinaalta, khấu than lớp trụ, hạ trần thu hồi than 13 Bảng 1.3: Tổng hợp tiêu KTKT đạt CNKT chia lớp nghiêng 16 Bảng 2.1: Bảng tính chất lý đá mỏ vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 37 Bảng 2.2: Tổng hợp trữ lượng địa chất vỉa than dày, dốc thoải mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 41 Bảng 2.3: Tổng hợp trữ lượng khu vực vỉa than dày, dốc thoải có khả áp dụng giới hóa khai thác mỏ hầm lị vùng Cẩm Phả 43 Bảng 2.4: Đặc tính kỹ thuật số loại dàn tự hành thu hồi than có kết cấu kiểu “che - chống” sử dụng máng cào 53 Bảng 2.5: Đặc tính kỹ thuật số loại dàn tự hành thu hồi than có kết cấu “chống - che” sử dụng hai máng cào 55 Bảng 2.6: Bảng so sánh ưu, nhược điểm loại dàn chống tự hành 56 Bảng 4.1: Các điều kiện tính tốn tốn tối ưu hóa 99 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm qua, sản lượng khai thác than nước tăng trưởng với tốc độ cao Những thành tựu đạt kết trình triển khai áp dụng giải pháp công nghệ nhằm bước nâng cao mức độ giới hóa khâu q trình sản xuất Theo Điều chỉnh quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030, sản lượng khai thác tăng nhanh từ 44,1 triệu năm 2014 lên 58,2 triệu năm 2020 đạt khoảng 68,9 triệu vào năm 2030 Trong đó, sản lượng than khai thác hầm lị liên tục tăng cao, từ 20,9 triệu năm 2014 lên 48,6 triệu vào năm 2030, tương ứng tăng khoảng 2,3 lần so với chiếm 70% tổng sản lượng toàn ngành Như vậy, tương lai mỏ hầm lò đơn vị đóng góp sản lượng khai thác than chủ yếu Do đó, để đạt mục tiêu sản lượng theo kế hoạch, thiết cần đổi công nghệ khai thác than hầm lò theo hướng áp dụng loại hình cơng nghệ giới hóa khâu sản xuất, đáp ứng tiêu chí mỏ đại như: cơng suất khai thác lớn; an tồn; trình độ công nghệ thiết bị tiên tiến; giảm thiểu lao động thủ công; giám sát, thông tin liên lạc, điều hành sản xuất tập trung, tự động hóa yêu cầu đòi hỏi triển khai nghiên cứu, phân tích, đề xuất, lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ phù hợp, tạo sở định hướng phát triển giới hóa đại hóa mỏ than Một điều kiện vỉa than tương đối phổ biến vùng than Đơng Bắc nói chung, vùng Cẩm Phả nói riêng đối tượng vỉa than dày thoải Hiện nay, để khai thác đối tượng vỉa than dày, góc dốc thoải, cơng nghệ khai thác áp dụng chủ yếu mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh là: Công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ khoan nổ mìn thủ cơng, hạ trần thu hồi than nóc; Cơng nghệ khai thác giới hóa đồng bộ, khấu than lớp trụ, hạ trần thu hồi than nóc; Cơng nghệ khai thác chia lớp nghiêng, khấu lớp vách, lớp trụ khoan nổ mìn, hạ trần thu hồi than lớp Các lị chợ áp dụng sơ đồ cơng nghệ khai thác nói đáp ứng tiêu kinh tế - kỹ thuật yêu cầu, đóng góp tỷ lệ lớn sản lượng khai thác ngành than hàng năm Thực tế sản xuất cho thấy, sản lượng than từ lò chợ khai thác vỉa dày thoải thường lớn 1,5 ÷ lần so với lò chợ khai thác vỉa dày trung bình điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ khác Tuy nhiên, sản lượng lò chợ cịn thấp (chỉ từ 120 ÷ 180 ngàn tấn/năm), suất lao động chưa cao (từ ÷ tấn/cơng-ca) Vì vậy, vấn đề nghiên cứu “Tối ưu hóa tham số số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa than dày, dốc thoải vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh” với mục tiêu nâng cao hiệu khai thác than cần thiết có ý nghĩa thiết thực để thực kế hoạch phát triển sản lượng ngành than Mục tiêu đề tài Nghiên cứu phương pháp tối ưu hóa tham số số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa than dày, dốc thoải vùng Cẩm Phả - Quang Ninh nhằm nâng cao hiệu khai thác than, phục vụ Quy hoạch phát triển Ngành than đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài tham số số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa than dày, dốc thoải Phạm vi nghiên cứu đề tài số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa than dày, dốc thoải phù hợp điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ vùng Cẩm Phả Quang Ninh 3 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu điều kiện địa chất điều kiện khống sàng hầm lị theo điều kiện giới hóa khai thác - Phân tích, đánh giá điều kiện trang thiết bị, khả giới hóa đơn vị hầm lị Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam - Nghiên cứu phương pháp tối ưu hóa tham số số sơ đồ công nghệ dốc thoải lựa chọn cho điều kiện vỉa than vùng Cẩm Phả - Quang Ninh Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng tổng hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp khảo sát, tổng hợp, kế thừa tài liệu; - Phương pháp phân tích, thống kê phương pháp đồ thị; - Phương pháp mơ hình hóa tốn - kinh tế; - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn đề tài 6.1 Ý nghĩa khoa học đề tài: xây dựng phương pháp luận tối ưu hóa tham số sơ đồ cơng nghệ khai thác vỉa than dày, dốc thoải với tiêu chí tối ưu chi phí sản xuất thấp than nguyên khai 6.2 Giá trị thực tiễn đề tài: kết nghiên cứu góp phần xác định giá trị cụ thể tham số sơ đồ công nghệ khai thác theo điều kiện vỉa cơng nghệ áp dụng, giúp Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam lựa chọn giải pháp chuẩn bị ruộng mỏ hợp lý để giới hóa mỏ than hầm lị vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh nhằm phát triển bền vững, khai thác than có hiệu vùng Quảng Ninh Những điểm luận án 7.1 Xây dựng thuật giải tốn tối ưu hóa tham số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày dốc thoải vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 7.2 Kết chạy máy tính cho phép đề xuất giá trị tối ưu tham số số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày dốc thoải mỏ Khe chàm III vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Luận điểm khoa học 8.1 Chi phí sản xuất phụ thuộc vào tham số như: chiều dài lò chợ chiều dài cột khấu: chiều dài lò chợ chiều dài cột khấu tăng lên đến giá trị định, chi phí sản xuất than thấp nhất, sau tiếp tục tăng giá trị tham số này, chi phí sản xuất tăng lên 8.2 Trong điều kiện mỏ Khe Chàm III, chiều dài lò chợ giới hóa tối ưu 200m với chiều dài cột khấu tối ưu 500m 8.3 Trong trình tính tốn tối ưu hóa tham số sơ đồ công nghệ, yếu tố giá thành phân xưởng nhỏ khơng hồn tồn tương ứng với chi phí sản xuất nhỏ trường hợp chi phí đào lị chuẩn bị tính than cao so với trường hợp đạt kết tối ưu 8.4 Hệ số hoàn thành chu kỳ Kck = 0,75 Cấu trúc luận án Luận án gồm chương, phần Mở đầu Kết luận kiến nghị, 138 trang, bao gồm 24 hình vẽ 10 bảng biểu 5 Chương TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA CÁC THAM SỐ CỦA SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC 1.1 HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA DÀY, DỐC THOẢI TẠI VÙNG THAN QUẢNG NINH Trong năm qua, sản lượng khai thác than nước tăng trưởng với tốc độ cao Những thành tựu đạt kết trình triển khai áp dụng giải pháp công nghệ nhằm bước nâng cao mức độ giới hóa khâu q trình sản xuất Theo Điều chỉnh quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030, sản lượng khai thác tăng nhanh từ 44,1 triệu năm 2014 lên 58,2 triệu năm 2020 đạt khoảng 68,9 triệu vào năm 2030 Trong đó, sản lượng than khai thác hầm lị liên tục tăng cao, từ 20,9 triệu năm 2014 lên 48,6 triệu vào năm 2030, tương ứng tăng khoảng 2,3 lần so với chiếm 70% tổng sản lượng toàn ngành Như vậy, tương lai mỏ hầm lị đơn vị đóng góp sản lượng khai thác than chủ yếu Do đó, để đạt mục tiêu sản lượng theo kế hoạch, thiết cần đổi công nghệ khai thác than hầm lị theo hướng áp dụng loại hình cơng nghệ giới hóa khâu sản xuất, đáp ứng tiêu chí mỏ đại như: cơng suất khai thác lớn; an tồn; trình độ cơng nghệ thiết bị tiên tiến; giảm thiểu lao động thủ công; giám sát, thông tin liên lạc, điều hành sản xuất tập trung, tự động hóa yêu cầu địi hỏi triển khai nghiên cứu, phân tích, đề xuất, lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ phù hợp, tạo sở định hướng phát triển giới hóa đại hóa mỏ than 6 Một điều kiện vỉa than tương đối phổ biến vùng than Đơng Bắc nói chung, vùng Cẩm Phả nói riêng đối tượng vỉa than dày thoải Hiện nay, để khai thác đối tượng vỉa than dày, góc dốc thoải, cơng nghệ khai thác áp dụng chủ yếu mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh là: Công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ khoan nổ mìn thủ cơng, hạ trần thu hồi than nóc; Cơng nghệ khai thác giới hóa đồng bộ, khấu than lớp trụ, hạ trần thu hồi than nóc; Cơng nghệ khai thác chia lớp nghiêng, khấu lớp vách, lớp trụ khoan nổ mìn, hạ trần thu hồi than lớp 1.1.1 Cơng nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ khoan nổ mìn thủ cơng, hạ trần thu hồi than Sơ đồ cơng nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ hạ trần than nóc, khấu than khoan nổ mìn, chống giữ lị chợ chống thủy lực, điều khiển đá vách phương pháp phá hỏa toàn phần áp dụng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Dương Huy, Thống Nhất, Mông Dương, Khe Chàm v.v để khai thác vỉa có chiều dày từ ÷ 10m, góc dốc đến 45o, đá vách từ dễ sập đổ đến sập đổ trung bình, đá trụ có tính chất (thuận lợi đá trụ từ bền vững trung bình trở lên) Miền áp dụng công nghệ phổ biến chiều dày vỉa từ 3,5 ÷ 7,5 m, góc dốc vỉa đến 35o Các mỏ áp dụng công nghệ cho điều kiện vỉa có góc dốc đến 45o gồm Nam Mẫu, Đồng Vông, Công ty 86, Cẩm Thành, Quang Hanh, Khe Chàm, Mông Dương Theo sơ đồ công nghệ này, khu vực áp dụng chuẩn bị đường lò dọc vỉa vận tải lò dọc vỉa thơng gió đào than bám theo trụ vỉa, biên giới khu vực đào lò thượng nối lò dọc vỉa vận tải với lò dọc vỉa thơng gió để làm thượng khởi điểm khai thác lị chợ Chiều dài lị chợ từ 80 ÷ 150m, chiều dài cột khai thác theo hướng khấu than phụ thuộc nhiều vào yếu tố địa chất (các đứt gãy địa chất chia cắt ruộng mỏ, biến động yếu tố chiều dày góc dốc ảnh hưởng đến điều kiện áp dụng công nghệ), phổ biến khoảng 200 ÷ 600m Để sử dụng lại lị dọc vỉa vận tải làm lị thơng gió khai thác tầng phân tầng trình khai thác lò chợ tiến hành đào thêm lò song song chân Lị chợ chống giữ loại chống thủy lực giá thủy lực di động, giá khung thủy lực di động dạng phân thể, giá khung thủy lực dạng chỉnh thể, giá thủy lực di động có xích Chiều cao chống giữ lị chợ từ 1,8  2,2 m với giá thủy lực di động giá khung thủy lực di động dạng phân thể (hành trình cột từ 1,6  2,4 m); từ 2,3  3,0 m sử dụng giá khung thủy lực dạng chỉnh thể (hành trình cột từ 2,1  3,2 m) Khoảng cách chống theo hướng dốc 1,0 m Trong trình khai thác theo dõi, xác định bước sập đổ thường kỳ đá vách để tiến hành chống giữ tăng cường Quá trình khai thác lị chợ trụ, hạ trần than mỏ Hà Lầm, Vàng Danh cho thấy, theo chu kỳ ÷ luồng khấu, gương lị lại xuất tượng có áp lực lớn, biểu gãy đá vách có tính chu kỳ Cơng tác khai thác lị chợ gồm khấu than khoan nổ mìn với chiều cao gương khấu phổ biến 2,2 m Thiết bị khoan lỗ mìn máy khoan điện máy khoan khí nén cầm tay Thuốc nổ sử dụng loại thuốc nổ an toàn sản xuất nước Phương tiện nổ kíp điện vi sai an tồn hầm lị loại máy nổ mìn phịng nổ Trong chu kỳ sản xuất, sau di chuyển phương tiện chống giữ, trần than tự sập đổ thực khoan nổ hạ trần phần than vách phía sau khu vực chống giữ; than hạ trần thu hồi sang luồng gương Điều khiển đá vách phá hỏa toàn phần Than khai thác từ lò chợ vận tải qua máng trượt máng cào lò chợ xuống máng cào lò dọc vỉa vận tải (hoặc song song chân) sau đổ vào hệ thống vận tải chung mỏ Thơng gió cho lị chợ hạ áp chung mỏ theo sơ đồ thơng gió hút đẩy Một số tiêu kinh tế kỹ thuật đạt công nghệ xem bảng 1.1 8 Bảng 1.1: Tổng hợp số tiêu KTKT đạt CNKT cột dài theo phương, khấu lớp trụ khoan nổ mìn, hạ trần thu hồi than TT Tên tiêu Chiều dày vỉa than Chiều cao khấu gương Chiều cao hạ trần 10 11 12 13 14 15 Địa điểm áp dụng Giá khung Giá khung Giá thủy thủy lực di thủy lực di lực di động động phân động chỉnh có xích thể thể m 3,2 ÷ 6,3 3,2 ÷ 6,0 3,0 ÷ 9,8 3,6 ÷ 7,8 m 2,2 2,2 2,2 2,2 1,0 ÷ 4,9 1,0 ÷ 4,8 0,8 ÷ 7,6 1,4 ÷ 5,6 20 ÷ 40 10 ÷ 30 25 ÷ 32 50 ÷ 130 50000 ÷ 150000 60 ÷ 150 80000 ÷ 250000 50 ÷ 140 80000 ÷ 200000 3,0 ÷ 5,0 3,3 ÷ 9,0 5,8 ÷ 7,2 1,3 ÷ 2,4 1,5 ÷ 4,6 - 412 ÷ 734 - - 117 ÷ 184 60 ÷150 100 ÷ 146 ≤ 35 (35  45)* Chiều dài lị chợ m 60 ÷ 150 60000 ÷ Cơng suất lị chợ T/năm 180000 Năng suất lao T/cơng 3,0 ÷ 5,5 động Chi phí gỗ cho m3 1,95 ÷ 5,4 1000 T than Chi phí lưới thép kg 503 ÷ 675 cho 1000 T than Chi phí thuốc nổ kg 98 ÷ 120 cho 1000 T than Chi phí kíp nổ 490 ÷ 558 cho 1000 T than Chi phí dầu nhũ hố cho 1000 T kg 150 ÷ 243 than Tổn thất than % 18 ÷ 27 theo cơng nghệ Góc dốc vỉa Giá trị Giá thủy lực di động Vật liệu chống giữ Đơn vị độ 517 ÷ 645 250 ÷ 500 500 ÷ 680 108 ÷ 167 35 ÷ 120 114 ÷ 154 17 ÷ 25 20 ÷ 28 20 ÷ 28 Hầu hết mỏ hầm lị Thống Nhất, Dương Huy, Đông Bắc Nam Mẫu, Hầu hết Đồng Vơng, mỏ 86, Cầm hầm lị Thành, Khe Chàm * Một số mỏ Quang Hanh, Mông Dương chống giữ lò chợ giá thủy lực điều kiện vỉa có góc dốc từ 35  45o Mặt c a - a Lò dọc vỉ a thông gió Lò dọc vỉ a thông gió b 0ữ45 60ữ150 m a b Lò dọc vỉ a vận tải Lò dọc vỉ a vận tải Mặt c ¾t b - b 2,2 m a 3,0÷10,0 m 2200 2200 Hình 1.1 Hệ thống khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ hạ trần than 1710 1600 b Chống giữ lò chợ giá thủy lực di động có xích 2200 2200 a Chống giữ lị chợ giá thủy lực di động 1950 c Chống giữ lò chợ giá khung thủy lực di động dạng chỉnh thể 2000 d Chống giữ lò chợ giá khung thủy lực di động dạng phân thể Hình 1.2 Mặt cắt gương lò chợ theo loại vật liệu chống giữ 10 Một số thiết bị sử dụng lị chợ áp dụng sơ đồ cơng nghệ gồm: Giá thủy lực di động loại XDY-1T2/LY, XDY-1T2/Hh/Lr; giá khung thủy lực di động phân thể loại GK/1600/1.6/2.4/HTD, ZH1600/16/24F; giá khung thủy lực di động chỉnh thể loại ZH1600/16/24Z, GK/1600/1.6/2.4/HT; giá thủy lực di động có xích; máy khoan điện cầm tay loại ZM-12, máy khoan khí nén cầm tay loại ZQS-35, máng cào SKAT-80 SGB-420, SGB-620 Hình 1.3 Giá thủy lực di động XDY-1T2/LY Hình 1.4 Giá thủy lực di động có xích ZH1800/16/24ZL Q trình áp dụng cơng nghệ mỏ hầm lị cho thấy, ưu điểm công nghệ phù hợp với điều kiện địa chất vỉa dày thoải đến nghiêng có điều kiện địa chất phức tạp Nhược điểm công nghệ công tác khấu than, chống giữ, điều khiển áp lực mỏ thực hoàn toàn thủ cơng mức độ tổn thất than hạ trần cịn cao (trung bình khoảng 30%) Khơng chủ động cơng tác điều khiển đá vách 11 1.1.2 Công nghệ khai thác giới hóa đồng bộ, khấu than lớp trụ, hạ trần thu hồi than Sơ đồ cơng nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ hạ trần than nóc, giới hóa khai thác máy khấu than dàn chống tự hành có kết cấu hạ trần đưa vào áp dụng vỉa khu Giếng Vàng Danh từ tháng 10/2007 Trên sở kinh nghiệm kết đạt Vàng Danh, đầu năm 2010, sơ đồ công nghệ khai thác tiếp tục triển khai áp dụng khu I Than Thùng mỏ than Nam Mẫu Điều kiện áp dụng công nghệ vỉa dày, thoải đến nghiêng, mức độ biến động chiều dày góc dốc từ ổn định trung bình trở lên, đá vách thuộc loại dễ sập đổ đến sập đổ trung bình, đá trụ từ bền vững trung bình trở lên Các khu vực áp dụng công nghệ chuẩn bị tương tự sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu lớp trụ hạ trần than nóc, khấu than khoan nổ mìn, chống giữ loại giá chống thủy lực Lò chợ sử dụng đồng thiết bị giới hoá, khấu gương máy khấu với chiều cao khấu gương 2,8 m, hạ trần thu hồi than phần chiều dày vỉa lại, chống giữ lị chợ dàn tự hành có kết cấu hạ trần than Sau chu kỳ khấu gương tiến hành di chuyển máng cào dàn chống, phần than tự sập đổ Thu hồi than hạ trần qua cửa sổ tháo than, máng thu hồi dàn chống tự hành xuống máng cào luồng gương lị chợ Cơng tác điều khiển đá vách phương án phá hỏa tồn phần, sử dụng phương pháp tự sập đổ “khơng thực phá hỏa cưỡng hay chèn lò để lại trụ than phía sau lị chợ” Các thiết bị dây chuyền thiết bị giới hóa đồng bao gồm: dàn chống VINALTA-2.0/3.15, máy khấu than MB12 2V2P-450E, máng cào DSS 260 - x 132kW - 120, máy nghiền DUK 2P1, máy chuyển tải DSS 190, trạm bơm dung dịch nhũ hóa HA80/320 P1, trạm bơm phun sương