Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý nhằm khai thác phần trữ lượng than nằm dưới suối tại các mỏ hầm lò vùng quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -o0o NGUYN XUN TRNG Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý nhằm khai thác phần trữ lượng than nằm suối mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh LUN VN THC S K THUT Hµ Néi- 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -o0o NGUYN XUN TRNG Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý nhằm khai thác phần trữ lượng than nằm suối mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Ngành: Khai thác má M· sè: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.TS Đào Hồng Quảng 2.TS Nguyn Phi Hựng Hà Nội- 2015 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, tác giả thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Xuân Trường CC Kí HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu (chữ viết tắt) LK PGS.TS TS TVD V6 Ý nghĩa (chữ viết đầy đủ) Lỗ khoan Phó giáo sư, Tiến sỹ Tiến sỹ Tây Vàng Danh Vỉa mục lục tt Nội dung Mở đầu Trang Điều tra, khảo sát, đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất Chương tổng hợp trữ lượng than nằm suối số mỏ hầm lò vùng quảng ninh 1.1 1.2 1.3 Kết điều tra, khảo sát đặc điểm dòng suối chảy qua số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất tổng hợp trữ lượng than nằm suối số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Nhận xét đánh giá 10 29 Nghiên cứu ảnh hưởng khai thác hầm lò phần trữ Chương lượng suối điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ vùng 30 Quảng Ninh 2.1 2.2 2.3 2.4 Tổng hợp phương pháp nghiên cứu dịch chuyển, biến dạng bề mặt địa hình khai thác hầm lò Nghiên cứu lý thuyết xác định thông số dịch chuyển, biến dạng bề mặt suối khai thác hầm lò Nghiên cứu lý thuyết xác định chiều sâu khai thác an toàn suối Nhận xét đánh giá 30 34 41 49 Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ khai Chương thác trữ lượng than dới suối điều kiện mỏ hầm 50 lò vùng Quảng Ninh 3.1 Nghiên cứu đề xuất giải pháp gia cường, xử lý lòng suèi 51 3.2 3.3 Ch­¬ng 4.1 4.2 4.3 4.4 Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ khai thác hợp lý an toàn cho trữ lượng than nằm suối Nhận xét đánh giá Lập phương án áp dụng giải pháp đề xuất cho điều kiện mỏ hầm lò cụ thể vùng Quảng Ninh Nghiên cứu ảnh hưởng khai thác hầm lò suối Vàng Danh Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ khai thác Tính toán công nghệ khai thác lò chợ điều khiển đá vách chèn lò 52 78 81 81 99 101 Nhận xét đánh giá 112 Kết luận kiến nghị 113 Danh mục công trình đà công bố tác giả 117 Tài liệu tham khảo 118 DANH MụC CáC Hình vẽ biểu đồ Tên Nội dung hình vẽ Hình 1.1 Hình 1.2 Tỷ lệ phân bố trữ lượng than nằm suối theo mỏ Biểu đồ phân bố trữ lượng than nằm suối theo miền chiều dày góc dốc Trang 27 28 Hình 2.1 Sơ đồ dịch chuyển, biến dạng đất đá mỏ khai thác hầm lò 30 Hình 2.2 Sơ đồ xác định thông số dịch chuyển, biến dạng 35 Hình 2.3 Sơ đồ trụ bảo vệ đối tượng chứa nước trường hợp 45 Hình 2.4 Sơ đồ xác định độ sâu khai thác an toàn tập vỉa than 47 Sơ đồ công nghệ cột dài theo phương, giới hóa đồng Hình 3.1 khấu than combai kết hợp dàn chống tự hành, điều 54 khiển đá vách chèn lò toàn phần Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu than Hình 3.2 khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ giá thủy lực di 56 động, điều khiển đá vách chèn lò toàn phần Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng, khấu than Hình 3.3 khoan nỉ m×n theo tr×nh tù líp d­íi tr­íc, lớp sau, chống giữ lò chợ giá thủy lực di động, điều khiển đá vách 58 chèn lò toàn phần Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khấu theo Hình 3.4 dải ngắn (phân tầng), chèn lò theo trình tự từ lên tự 60 chảy khí nén Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khấu theo Hình 3.5 dải ngắn (phân tầng) chèn lò theo trình tự từ lên phương pháp thủy lực 62 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc, khấu than Hình 3.6 máy combai đào lò chèn lò toàn phần theo trình tự từ 64 lên Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc khai thác chia Hình 3.7 lớp nghiêng từ lên với chèn lò (đối với vỉa có chiều dày 66 > 3,5 m) Hình 3.8 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc khai thác chia lớp ngang nghiêng với chèn lò theo thứ tự từ lên 69 Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc khai thác chia Hình 3.9a lớp khấu than máy combai với chèn lò theo thứ tự 72 từ xuống, vỉa có chiều dày 3,5 ữ m Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc khai thác chia Hình 3.9b lớp khấu than máy combai với chèn lò theo thứ tự 73 từ xuống, vỉa có chiều dày ữ 10 m Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc khai thác chia Hình 3.9c lớp khấu than máy combai với chèn lò theo thứ tự 74 từ xuống, vỉa có chiều dày 10 ữ 15 m Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khai thác chia Hình 3.10 lớp nghiêng từ xuống khấu lớp chèn lò theo thứ tự từ 77 lên Hình 4.1a Mặt cắt xác định thông số dịch động- Mặt cắt 1-1 84 Hình 4.1b Mặt cắt xác định thông số dịch động- Mặt cắt 2-2 85 Hình 4.1c Mặt cắt xác định thông số dịch động- Mặt cắt 3-3 86 Hình 4.1d Mặt cắt xác định thông số dịch động- Mặt cắt 4-4 87 Hình 4.1e Hình 4.2 Mặt cắt xác định thông số dịch động- Mặt cắt Tuyến IIE Sơ đồ bố trí trạm quan trắc mức độ sụt lún mặt địa hình 88 96 Hình 4.3 Kết đo độ lún tuyến quan trắc số 97 Hình 4.4 Kết đo độ lún tuyến quan trắc số 97 Hình 4.5 Kết đo độ lún tuyến quan trắc số 10 97 DANH MụC CáC BảNG Tên bảng Bảng 1.1 B¶ng 1.2 B¶ng 1.3 B¶ng 1.4 B¶ng 1.5 B¶ng 1.6 Bảng 1.7 Nội dung Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Mạo Khê Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Vàng Danh Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Quang Hanh Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Mông Dương Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Khe Chàm Tổng hợp trữ lượng than nằm suối số mỏ hầm lò Phân loại trữ lượng than nằm suối theo yếu tố chiều dày góc dốc vØa Trang 13 17 21 22 26 27 28 B¶ng 2.1 Bảng tra giá trị góc dịch chuyển giới hạn theo đờng phơng 37 Bảng 2.2 Bảng tổng hợp công thức xác định góc dịch chuyển 37 Bảng 2.3 Bảng tra giá trị N1 N2 38 Bảng 2.4 Bảng tra giá trị hàm số mẫu S(z), S(z), S(z) 38 Bảng 2.5 Bảng giá trị hệ số d2: d3, C2: C3 41 Bảng 3.1 Tỷ lệ thành phần vật liệu chèn lò khí nén 58 Bảng 4.1 Giá trị góc dịch chuyển đặc trưng cho địa tầng suối Vành Danh 83 106 Bố trí lỗ mìn khấu gương lò chợ Lò chợ có chiều dài trung bình 120 m, chiều cao khấu gương lò chợ 2,2 m, thiết kế bố trí hàng lỗ mìn, hàng cách lò chợ 0,6 m, hàng cách lò chợ 0,4 m, hàng cách lò chợ 1,0 m Khoảng cách lỗ khoan theo h­íng dèc lµ 1,0 m Nh­ vËy, tỉng số lỗ mìn bố trí khấu gương lò chợ tiến độ 120 ì = 360 (lỗ) Lượng thuốc nổ trung bình bố trí cho lỗ mìn là: qlỗ = 74 Qtkt = = 0,206 (kg) 360 360 Căn vào kết tính toán kinh nghiệm thực tế sản xuất, thiết kế bố trí khối lượng nạp nổ mìn khấu gương tiến độ sau: - Các lỗ mìn hàng bố trí nạp 0,2 kg thuốc kíp - Các lỗ mìn hàng bố trí nạp 0,2 kg thuốc kíp - Các lỗ mìn hàng bố trí nạp 0,3 kg thuốc kíp Tổng khối lượng thuốc kíp nổ cần thiết cho luồng khấu gương lò chợ là: - Thuốc nổ: (0,2 × × 120) + (120 × 0,3) = 84 (kg) - KÝp nỉ: × 120 = 360 (kÝp) 4.3.5 Tính khối lượng đá chèn cần thiết cho chu kú ThĨ tÝch cÇn chÌn lÊp cho mét chu kỳ tính thể tích chu kỳ khấu gương trừ phần thể tích vật liệu chống lò chợ chu kỳ Thể tích chu kỳ khấu gương (Vkg) Vkg = Lg ì mk × r (m3) Trong ®ã: Lg - ThĨ tÝch khÊu khám đầu khám chân lò chợ; mk - Thể tích khấu lò chợ; r - Tiến độ khấu gương; Thay sè: Vkg = 120 x 2,2 x 1,6 = 422,4 (m3) ThĨ tÝch cđa vËt liƯu chèng lß mét chu kú (Vvl) ThĨ tÝch vËt liƯu chèng lß chợ chu kỳ bao gồm: Thể tích gỗ thìu, cột, văng, chèn sử dụng chu kỳ 107 - Thể tích gỗ làm thìu chu kú (®­êng kÝnh d = 16 cm) 3,14 x0,16 Vth = 120 (th×u) x 1,6 (m) x = 3,9 (m3) - Thể tích gỗ làm cột cho chu kỳ là: Vcột = 120 (thìu) x 2,2 (m) x 3,14 x0,16 = 5,3 (m3) - ThÓ tích gỗ làm văng cho lò chợ chu kỳ là: 3,14 x0,12 Vvăng = 120 (thìu) x (văng) x 0,8 (m) x = 3,3 (m3) - Thể tích gỗ làm chèn cho lò chợ chu kỳ là: Vchèn = 120 (thìu) x 10 (chèn) x 1,0 (m) x 3,14 x0,08 = (m3) Tổng thể tích gỗ chống lò chợ chu kỳ (kể 10% gỗ cho củng cố) là: Vvl = (Vth + Vcột + Vvăng +Vchèn) x 1,1 Vvl = 3,9 (m3) + 5,3 (m3) + 3,3 (m3) + (m3 ) x 1,1 = 20,35 (m3) ThÓ tÝch cần chèn lấp chu kỳ Vđc = Vkg - Vvl = 422,4 (m3) - 20,35 (m3) = 402 (m3) Khối lượng đá chèn cần cấp cho chu kỳ Vđá = Vdc x 402x80 = = 322 (m3); 100 100 Với hệ số lấp đầy, chèn lò phương pháp tự chảy = 0,8 ữ 0,85 4.3.6 Tổ chức sản xuất lò chợ Bố trÝ s¶n xt ca thùc hiƯn xong mét chu kỳ sản xuất khai thác lò chợ sử dụng giá thủy lực di động, điều khiển đá vách phương pháp chèn toàn phần Các công việc chu kỳ bao gồm khấu gương tiến độ, tiến độ 0,8 m, sau tiến hành chèn khoảng không gian đà khai thác Nhân lực ca bố trí 34 người Các công việc thực chu kỳ gồm: + Công tác khấu, chống gương lò chợ: Củng cố lò chợ; Khoan lỗ mìn gương; Nạp, nổ mìn - thông gió; Vận tải than và chống lò; Sang máng, chuẩn bị cho công tác chèn lò ; 108 + Công tác chèn lò: Gia công vật liệu chèn; Vận chuyển vật liệu chèn để chèn không gian đà khai thác; Lắp đặt máng trượt đường cáp điện, chuẩn bị công tác khấu gương 4.3.7 Tính toán mộ số tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ Sản lượng lò chợ khấu chu kỳ Sản lượng lò chợ khấu chu kỳ sản lượng than khấu phần lò chợ cña mét chu kú 1,6 m (0,8 m/luång) Qck = Lk × rk × m × γ × K , (Tấn/c.kỳ); Trong đó: Lk - Chiều dài khấu, Lk = 120 m; rk - TiÕn ®é khÊu mét chu kú, rk = 1,6 m; m - ChiỊu cao khÊu lß chỵ, m = 2,2 (m ); γ - Träng l­ỵng thĨ tÝch than, γ = 1,65 (T/m3); K - HƯ sè khai th¸c, K = 0,9 Thay sè: Qck = 120 x 1,6 x 2,2 x 1,65 x 0,9 = 627 (Tấn/c.kỳ) Sản lượng lò chợ trung bình ngày đêm Qng-đêm = Qck xxn ngd n ck = 627 x0.85 x3 = 400 Tấn /ng-đêm; nck - Sè ca hoµn thµnh mét chu kú, nck = 4; η - HƯ sè hoµn thµnh chu kú η = 0,85; nngd - Số ca làm việc ngày đêm, nngd = 3 Sản lượng lò chợ tháng Qtháng = 400 x 25 = 10.000 T/tháng Công suất lò chợ Qnăm = Qtháng x 12tháng = 10.000 x 12 = 120.000 T/năm Năng suất lao động công nhân trực tiếp NSLĐ = Qng.d n , (T/công); 109 n - Số công nhân hoàn thành ngày đêm, n = 102 người; Qng.đ - Sản lượng lò chợ ngày đêm, Qng.đ = 400 T/ng-đêm NSLĐ = 400 = 3,9 T/c«ng 102 TÝnh chi phÝ gỗ cho 1000T than Chi phí gỗ cho lò chợ bao gồm: Chi phí gỗ làm chống, văng, chèn gỗ củng cố lò chợ Tổng cộng chi phí gỗ cho chu kỳ khấu chống lò chợ là: 20,35 m3 (khối lượng gỗ đà tính phần Công tác điều khiển đá vách) Vậy, chi phí gỗ cho 1000T than khai thác là: Cg = 20,35 x 1000 = 32,5 (m 3) 627 Chi phÝ thuèc, kÝp nỉ cho 1000 tÊn than KhÊu mét lng lß chợ sử dụng hết 84 kg thuốc 360 kíp Sản lượng khai thác chu kỳ (2 luồng khÊu) lµ: 627 tÊn Chi phÝ thc nỉ cho 1000 tÊn than: Ct = Chi phÝ kÝp ®iƯn cho 1000 tÊn than: Ck = 84 × x1000 = 268 kg/1000T 627 360 × x1000 = 1.148 kÝp/1000T 627 Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 than + Sản lượng than khai thác lò chợ: A lc = Lp r ì A ck (T) Trong đó: Lp - Chiều dài theo phương khu vực khai thác, Lp = 290 (m); r - Tiến độ chu kỳ khai thác lò chợ, r = 1,6 (m); Ack - Sản lượng khai thác chu kỳ lò chợ, Ack = 627 (T); Thay số: A lc = 290 ì 627 = 113.644 (T) 1,6 + Sản lượng than lấy từ đào lò chuẩn bị: Sản lượng than từ đào lò chuẩn bị khu vực gồm: lò dọc vỉa thông gió mức +50, lò dọc vỉa vận tải mức 0, lò song song chân lò thượng khởi điểm Acb = (7,3 ì 300+ 8,4 × 320 + 7,3 × 320 + 8,4 × 120) × 0,9 × 1,65 = 12.210 (T) + Tæng khèi lượng than lấy trình đào lò khai th¸c: 110 Akt = Alc + Acb = 113.644 + 12.210 = 125.874 (T) + Tỉng sè mÐt lß chuẩn bị khu vực khai thác: Lcb = 300 + 320 + 320 + 120 = 1060 (m); Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 T than khai thác: 1060 ì 1000 = 8,4 125874 (m) Chi phí đá chèn Một chu kỳ khấu gương cần 322 m3 đá chèn loại có cỡ hạt nhỏ (50x50)mm Sản lượng than khai thác chu kỳ khấu gương là: 627 Chi phí đá chèn cho 1000 than là: Cđá = 322 x 1000 = 514 m3/1000T 627 10 Chi phÝ l­íi thÐp L­íi thÐp lò chợ bao gồm lưới để trải lò chợ, dùng thay chèn ngăn không cho đất đá phá hoả tràn vào không gian lò chợ Lưới dùng để trải sử dụng lưới thép B-40, đường kính sợi lưới 2,5; kích thước mắt lưới (40ì40) mm; khối lượng 2,8 kg/m2; chiỊu réng cn l­íi 0,9 m, chiỊu dµi m Mỗi chu kỳ khai thác lò chợ trải 48 cuộn, Các cuộn lưới trải theo hướng dốc; theo phương theo hướng dốc cuộn lưới trải chồng lên 0,1 m Chi phí lưới thép cho chu kỳ khai thác là: Q1 = × 0,9 × 2,8 × 48 × 1,1 = 665,28 (kg) Chi phÝ l­íi thÐp cho 1000 tÊn than khai thác: 665,28 ì 1000 = 1061 (kg) 627 11 Tỉn thÊt than theo c«ng nghƯ Tû lƯ tỉn thÊt than theo công nghệ xác định theo công thức: η cn = ( Adc − Akt ) ×100(%) Adc Trong đó: Adc - Trữ lượng địa chất huy động vào khai thác chu kỳ; Adc = (Llc + Ltr) × mvtb× mr × γt, (T) 111 Llc - Chiều dài lò chợ, Llc = 120 (m); Ltr - Chiều dài trụ bảo vệ, Ltr = (m); mvtb - ChiỊu dµy líp khÊu, mvtb = 2,2 (m); mr - B­íc khÊu mét chu kú, mr = 1,6 (m); γt - Träng l­ỵng thĨ tÝch cđa than, γt = 1,65 (T/m3) Thay sè: Adc = (120 + 0) × 2,2 × 1,65 × 1,6 = 696,96 (T) Akt - Sản lượng than khai thác chu kỳ (không kể đến hệ số hoàn thành chu kỳ), Akt = 627 (T); Thay sè: η cn = ( 696,96 627 ) ì100% = 10% 696,96 Tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ thể bảng 4.16 Bảng 4.16: Bảng tiêu kinh tế kỹ thuật giải pháp khai thác lò chợ áp dụng giá thủy lực di động, điều khiển áp lực mỏ chèn lò toàn phần TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Tªn tiêu Chiều dày trung bình vỉa Chiều dày lớp khấu Góc dốc vỉa trung bình Trọng lượng thể tích than Chiều dài theo phương khu khai thác Chiều dài lò chợ Tiến độ khai thác chu kỳ Hệ số khai thác Sản lượng than chu kú Sè ca thùc hiÖn mét chu kú HÖ sè hoàn thành chu kỳ Sản lượng khai thác lò chợ ngày đêm Sản lượng khai thác tháng Công suất lò chợ Số công nhân lò chợ ngày đêm Năng suất lao động trực tiếp Chi phí thuốc næ cho 1000T than Chi phÝ kÝp næ cho 1000T than Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000T Chi phí gỗ cho 1000 T than Chi phí lưới thép Chi phí đá chèn Tổn thất than theo công nghệ Đơn vị m m Độ T/m3 m m m T/ckỳ Ca T/ng.đ T/tháng T/năm người T/công Kg/1000T Cái/1000T m/1000T m3/1000T Kg/1000T m3/1000T % Khèi l­ỵng 6,8 2,2 15 1,65 290 120 1,6 0,9 627 0,85 400 10.000 120.000 102 3,9 268 1148 8,4 32,5 1061 514 10 112 4.4 nhận xét, đánh giá Nhằm khai thác tối đa phần trữ lượng tài nguyên suối Tây Vàng Danh đảm bảo an toàn, đồng thời hạn chế ảnh hưởng hệ sinh thái bề mặt sông suối, đề tài lựa chọn giải pháp công nghệ khai thác điều khiển đá vách chèn lò tiến hành tính toán thiết kế cho điều kiện cụ thể lò chợ II-7-4 mức +0 ữ +50 thuộc vỉa khu II lò giếng Các kết tính toán thiết kế cho thấy, công suất lò chợ đạt 120.000 T/năm, suất lao động trùc tiÕp 3,9 T/c«ng, tỉn thÊt than theo c«ng nghƯ đạt 10% Như vậy, giải pháp công nghệ khai thác điều khiển đá vách chèn lò có tính khả thi cao, đảm bảo khai thác an toàn, hiệu quả, tận thu tối đa tài nguyên phân bố suối 113 Kết luận kiến nghị Nhằm nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý khai thác phần trữ lượng than suối mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh đảm bảo an toàn hiệu quả, đề tài đà tiến hành khảo sát, đánh giá phần trữ lượng than theo quy hoạch để lại trụ bảo vệ suối số mỏ vùng Quảng Ninh, bao gồm: mỏ Mạo Khê, Vàng Danh, Quang Hanh, Mông Dương Khe Chàm Kết đánh giá cho thấy, tổng trữ lượng than nằm suối mỏ 32.156,84 nghìn Trong đó, mỏ Mạo Khê có 2.009,9 nghìn chiếm 6,3%, mỏ Vàng Danh có 6.979,7 nghìn chiếm 21,7%, má Quang Hanh cã 10.970,8 ngh×n tÊn chiÕm 34,1%, má Mông Dương có 2.962,44 nghìn chiếm 9,2% Khe Chàm có 9.234,0 nghìn chiếm 28,7% Trên sở phân tích, tổng hợp phương pháp nghiên cứu dịch động khai thác hầm lò đối tượng chứa n­íc cđa mét sè n­íc thÕ giíi nh­ Nga, Ba Lan, Trung Quốc, đề tài đà xây dựng phương pháp tính toán chiều sâu khai thác an toàn suối phương pháp tính toán thông số dịch chuyển, biến dạng bề mặt địa hình khai thác hầm lò suối Trên sở đó, đề tài đà tính toán cho điều kiện cụ thể vùng Quảng Ninh trường hợp khai thác trữ lượng vỉa 7,6 vỉa nằm suối TVD-1, TVD-2, mỏ Vàng Danh Đồng thời, đề tài đà nghiên cứu số liệu quan trắc thực tế khai thác lò chợ vỉa khu vực để kiểm chứng kết tính toán lý thuyết Các kết nghiên cứu cho thấy, khai thác toàn trữ lượng phương pháp thông thường với phá hỏa toàn phần gây biến dạng bề mặt với quy mô lớn, gây sụt lún, phá hủy lòng suối, dẫn đến tăng độ xuất nước, bục nước vào công trình hầm lò gây nguy an toàn Nếu áp dụng giải pháp khai thác phần trữ lượng phá hỏa toàn phần tổn thất than để lại lên tới 50% Còn áp dụng giải pháp chèn lò toàn phần khai thác triệt để phần tài nguyên nói Từ kết nghiên cứu dịch động đặc điểm điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ, đề tài đà đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý nhằm khai thác an toàn, hiệu phần trữ lượng than nằm suối mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Các giải pháp kỹ thuật đề xuất gồm hai nhóm chính: (1) - Các giải pháp gia cường, xử lý lòng suối; (2) - Các giải pháp công nghệ khai thác hợp lý vỉa than đối tượng chứa nước sông, suối 114 Nhóm giải pháp gia cường, xử lý lòng suối bao gồm giải pháp như: nắn chỉnh dòng suối phạm vi ảnh hưởng đến khu vực khai thác hầm lò phía dưới; đổ bê tông lòng suối tạo lớp cách nước với công trình hầm lò bên giải pháp bơm ép vữa xi măng lấp đầy khe nứt nẻ địa tầng nhằm hạn chế nước thấm vào công trình khai thác bên suối Đối với nhóm giải pháp công nghệ khai thác, đề tài đề xuất số sơ đồ công nghệ khai thác điều khiển đá vách chèn lò cho điều kiện vỉa than, bao gồm: - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu than máy combai, chống giữ lò chợ dàn chống tự hành, điều khiển đá vách chèn lò, áp dụng cho điều kiện vỉa dày trung bình 2,2 ữ 3,5 m, góc dốc thoải đến nghiêng (350), điều kiện địa chất thuận lợi (vỉa than ổn định chiều dày góc dốc, không chứa chứa đá kẹp, đá vách, trụ vỉa ổn định - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu than khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ giá thủy lực di động (hoặc cột thủy lực đơn), điều khiển đá vách chèn lò toàn phần, áp dụng cho điều kiện vỉa than có chiều dày trung bình (1,8 ữ 2,5 m), góc dốc thoải đến nghiêng ( 350) không thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng - Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng, khấu than b»ng khoan nỉ m×n theo tr×nh tù líp d­íi tr­íc, lớp sau, chống giữ lò chợ giá thủy lực di động, điều khiển đá vách chèn lò toàn phần, áp dụng cho điều kiện vỉa than dày > 3,5 m, góc dốc thoải đến nghiêng 350 - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khấu theo dải ngắn (phân tầng) chèn lò theo trình tự từ lên phương pháp tự chảy khí nén, áp dụng cho điều kiện vỉa than có chiều dày từ 1,5 ữ 3,5 m, góc dốc từ 50 ữ 750 Biến động chiều dày, góc dốc vỉa than từ trung bình đến biến động Đá vách đá trụ vỉa tương đối ổn định trở lên - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khấu theo dải ngắn (phân tầng) chèn lò theo trình tự từ lên phương pháp thủy lực, áp dụng cho điều kiện vỉa than có chiều dày từ 1,5 ÷ 3,5 m, gãc dèc tõ 50 ÷ 750 Biến động chiều 115 dày, góc dốc vỉa than từ trung bình đến biến động Đá vách đá trụ vỉa tương đối ổn định trở lên Độ bền vững than không trung bình - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc, khấu than máy combai đào lò chèn lò toàn phần theo trình tự từ lên, áp dụng vỉa có góc dốc 60 ữ 900, chiều dày vỉa 3,0 ữ 4,0 m, đá vách trụ vỉa than thuộc loại bền vững trung bình - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc khai thác chia lớp nghiêng từ lên, điều khiển đá vách chèn lò, áp dụng để khai thác vỉa than có chiều dày >3,5 m, góc dốc từ 50 ữ 750, biến động chiều dày, góc dốc vỉa than từ trung bình đến biến động - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khai thác chia lớp ngang nghiêng với chèn lò theo thứ tự từ lên, áp dụng cho điều kiện vỉa than có chiều dày từ 3,5 ữ 5,5 m lớn hơn, góc dốc từ 50 ữ 750, biến động chiều dày, góc dốc vỉa trung bình - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dèc khai th¸c chia líp b»ng khÊu than b»ng m¸y combai với chèn lò theo thứ tự từ xuống, ¸p dơng cho ®iỊu kiƯn c¸c vØa than cã chiỊu dày từ 3,5 ữ 15 m, góc dốc từ 50 ữ 750, biến động chiều dày, góc dốc vỉa trung bình - Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo độ dốc, khai thác chia lớp nghiêng từ xuống khấu lớp chèn lò theo thứ tự từ lên, áp dụng để khai thác vỉa than có chiều dày từ 1,5 ữ 3,5 m, góc dốc từ 50 ữ 750, đá vách đá trụ vỉa tương đối ổn định trở lên Đề tài đà lựa chọn giải pháp tiến hành tính toán thiết kế khai thác lò chợ II7-4 vỉa mức +0 ữ +50 nằm suối Tây Vàng Danh cách áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác điều khiển đá vách chèn lò Các kết tính toán thiết kế cho thấy, công suất lò chợ đạt 120.000 T/năm, suất lao động trực tiếp 3,9 T/công, tổn thất than theo công nghệ đạt 10% Như vậy, giải pháp công nghệ khai thác điều khiển đá vách chèn lò có tính khả thi cao, đảm bảo khai thác an toàn, hiệu quả, tận thu tối đa tài nguyên phân bố suối Kết đề tài sở để tiếp tục nghiên cứu triển khai áp dụng giải pháp công nghệ khai thác phù hợp cho khu vực vỉa than nằm suối 116 vùng than Quảng Ninh, đảm bảo an toàn, tận thu tối đa tài nguyên than tái tạo bảo vệ nguồn nước suối bề mặt địa hình./ 117 Danh mục công trình đà công bố tác giả Nông Việt Hùng, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Trí Thắng, Trần Phúc Định NNK (2014): Nghiên cứu thử nghiệm sử dụng kíp vi sai phi điện đào lò khai thác mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Tạp chí công nghiệp mỏ số 5/2014 118 Tài liệu tham khảo Phùng Mạnh Đắc (2011), Nghiên cứu lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý để khai thác than khu vực có di tích lịch sử văn hóa, công trình công nghiệp dân dụng, Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước, ViƯn KHCN Má Ngun Anh Tn (2006), “Nghiªn cøu áp dụng công nghệ khai thác chèn lò phục vụ công tác điều khiển đá vách bảo vệ đối tượng công trình bề mặt điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Đề tài nghiên cứu cÊp Bé, ViƯn KHCN Má Ngun Anh Tn (2011), Nghiên cứu giải pháp công nghệ thiết kế khai thác hỗn hợp hầm lò lộ thiên nhằm sớm huy động trữ lượng than hầm lò, Đề tài cÊp Bé, ViÖn KHCN Má ViÖn KHCN Má (2009), “B¸o c¸o kinh tÕ kü tht xư lý n­íc ngÊm từ suối TVD-2 xuống lò chợ khu II khu giếng Vàng Danh Công ty Cổ phần than Vàng Danh TKV Báo cáo thăm dò địa chất mỏ than hầm lò Mạo Khê, Vàng Danh, Quang Hanh, Mông Dương, Khe Chàm природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях С.-Петербург 1998 Громов Ю.В, Бычков Ю.Н, Клугников В.П, Воскобоев Ф.Н Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля Москва Недра - 1985 Edward Popiolek, Ochrona terenow gorniczych, NXB Häc viÖn Má - LuyÖn Kim AGH (AGH University of Science and Technology) Krakow, Balan - 2009 Palarski, J Multi-slice Longwalling with backfill in 2th International underground Coal Conference - Underground Coal Mining Global Experience Lessons for Survival 1999 the University of New SouthWales, Sydney, Australia 119 Mở đầu Ch­¬ng Điều tra, khảo sát, đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất tổng hợp trữ lượng than nằm suối số mỏ hầm lò vùng quảng ninh 1.1 Kết điều tra, khảo sát đặc điểm dòng suối chảy qua số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 1.2 Đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất tổng hợp trữ lượng than nằm suối số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 10 1.3 nhận xét đánh giá 29 Ch­¬ng 30 Nghiên cứu ảnh hưởng khai thác hầm lò phần trữ lượng suối điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ vùng Quảng Ninh 30 2.1 Tổng hợp phương pháp nghiên cứu dịch chuyển, biến dạng bề mặt địa hình khai thác hầm lò 30 2.2.Nghiªn cøu lý thuyết xác định thông số dịch chuyển, biến dạng bề mặt suối khai thác hầm lò 34 2.3 Nghiªn cứu lý thuyết xác định chiều sâu khai thác an toàn suối 41 2.4 nhận xét đánh giá 48 Ch­¬ng 50 Nghiªn cøu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ khai thác trữ lượng than suối điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 50 3.1 Nghiên cứu đề xuất giải pháp gia cường, xử lý lòng suối 51 3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ khai thác hợp lý an toàn cho trữ lượng than nằm suối 52 3.3 nhËn xét đánh giá 78 Ch­¬ng 81 Lập phương án áp dụng giải pháp đề xuất cho điều kiện mỏ hầm lò cụ thể vùng Qu¶ng Ninh 81 4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng khai thác hầm lò suối Vàng Danh 81 4.2 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ khai thác 99 4.3 Tính toán công nghệ khai thác lò chợ điều khiển đá vách chèn lò 101 4.4 nhận xét, đánh giá 112 Kết luận kiến nghị 113 Danh mơc c¸c công trình đà công bố tác giả 117 120 Tài liệu tham khảo 118 ... đích nghiên cứu đề tài luận văn Đề tài: Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý nhằm khai thác phần trữ lượng than nằm suối mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh với mục tiêu đề xuất công nghệ. .. trữ lượng than nằm suối mỏ Quang Hanh Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Mông Dương Tổng hợp trữ lượng than nằm suối mỏ Khe Chàm Tổng hợp trữ lượng than nằm suối số mỏ hầm lò Phân loại trữ lượng. .. HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -o0o NGUYN XUN TRNG Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ hợp lý nhằm khai thác phần trữ lượng than nằm suối mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Ngành: Khai thác