Nghiên cứu đánh giá trạng thái khai thác than và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, công nghệ nhằm nâng cao sản lượng và năng suất tại công ty than thống nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT o0o - ĐÀO ĐỨC THIỆN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC THAN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ NHẰM NÂNG CAO SẢN LƯỢNG VÀ NĂNG SUẤT TẠI CÔNG TY THAN THỐNG NHẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn GS.TSKH Lê Như Hùng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả luận văn Đào Đức Thiện MỤC LỤC STT Nội Dung Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 Điều kiện địa chất khoáng sang than Thống Nhất Đặc điểm địa chất khoáng sàng Cấu trúc địa chất Đặc điểm cấu tạo vỉa than Chất lượng than Đặc điểm địa chất thủy văn địa chất cơng trình Cơng tác nghiên cứu khí mỏ Trữ lượng than địa chất Chương Đánh giá trạng công nghệ khai thác, chống giữ áp dụng Công ty than Thống Nhất 2.1 Hiện trạng công nghệ khai thác, chống giữ Trang 10 10 10 12 14 18 23 25 30 30 áp dụng Công ty than Thống Nhất 2.2 Đánh giá trạng khai thác công nghệ chống giữ áp dụng Công ty than Thống Nhất Nhận xét 2.3 Chương Lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác than giới hóa đồng Cơng ty than Thống Nhất 3.1 Tổng quan khai thác than công nghệ giới hóa nước giới 3.1.1 Tình hình phát triển cơng nghệ giới hóa khai thác 3.1.2 than hầm lị giới Tình hình phát triển cơng nghệ giới hóa khai thác than hầm lò nước 30 39 40 40 40 44 3.1.3 3.2 Các vướng mắc, hạn chế trình khai thác với cơng nghệ giới hố áp dụng số mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 57 Đề xuất loại hình cơng nghệ khai thác giới hóa áp dụng cho mỏ than Thống Nhất 59 Chương Thiết kế sơ đồ công nghệ khai thác lựa chọn 4.1 Lựa chọn khu vực thiết kế áp dụng 64 64 4.1.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất lò chợ II-6B-1 thuộc phân vỉa 6B 64 4.1.2 Đặc điểm cấu tạo đá vách, trụ vỉa 64 Sơ đồ mở vỉa chuẩn bị 65 4.2.1 Tóm tắt giải pháp khai thơng mở vỉa cho tầng -35 ÷ -350 65 4.2.2 Chuẩn bị phân vỉa 6B lị chợ II-6B-1 65 Quy trình cơng nghệ khai thác 68 4.3.1 Lựa chọn tổ hợp thiết bị khai thác 68 4.3.2 Tính tốn hộ chiếu chống giữ lị chợ 77 4.3.3 Tính tiêu kinh tế kỹ thuật Kết luận Tài liệu tham khảo 85 4.2 4.3 97 99 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Nội Dung STT Bảng 1.1 Trang 13 Tổng hợp đặc điểm vỉa than Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Thống kê tiêu chủ yếu chất lượng than Bảng tổng hợp tiêu lý đá Tổng hợp kết tiêu lý đá vách vỉa Tổng hợp trữ lượng tài nguyên ranh giới mỏ 16 21 22 26 Bảng 1.6 28 Bảng 2.1 Bảng tổng hợp trữ lượng, tài nguyên phân theo tầng, chiều dày, góc dốc vỉa ranh giới mỏ từ -35 ÷ -350 Tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật 31 Bảng 2.2 Tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật 333 Bảng 2.3 Tổng hợp số tiêu kinh tế kỹ thuật 36 Bảng 3.1 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lị chợ bán giới hố 47 Cơng ty TNHH MTV than Khe Chàm Bảng 3.2 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lị chợ giới hố đồng 59 Công ty TNHH MTV than Khe Chàm Bảng 3.3 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lị chợ giới hố đồng 52 Công ty Cổ phần than Vàng Danh Bảng 3.4 Bảng tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ giới hố đồng 56 Cơng ty TNHH MTV than Mạo Khê Bảng 4.1 Đặc tính kỹ thuật giàn chống ZFS3000/17/28 69 Bảng 4.2 Đặc tính kỹ thuật giàn chống độ ZFG3400/18/30 70 Bảng 4.3 Đặc tính kỹ thuật máy khấu MG160/300-WDK 71 Bảng 4.4 Đặc tính kỹ thuật máng cào SGZ630/220 74 Bảng 4.5 Đặc tính kỹ thuật cột thủy lực đơn DW-25 Đặc tính kỹ thuật máy nghiền PEM1000x650 Đặc tính kỹ thuật máy chuyển tải SZB764x132 Đặc tính kỹ thuật bơm nhũ hóa BRW200/31,5 Đặc tính kỹ thuật thùng nhũ hóa RX200/16 75 Bảng 4.6 Bảng 4.7 Bảng 4.8 Bảng 4.9 75 76 76 76 Bảng 4.10 Bảng 4.11 Bảng 4.12 Bảng 4.13 Bảng 4.14 Đặc tính kỹ thuật trạm bơm phun sương BPW200/5,5Z Các thiết bị lị chợ giới hóa đồng Biểu đồ tổ chức chu kỳ sản xuất Biểu đổ bố trí nhân lực chu kỳ Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác lò chợ giới hóa đồng cho lị chợ đạt sản lượng 600.000 tấn/năm 77 81 89 90 95 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Nội Dung Hình ảnh máy combai khấu than (a) máy bào than (b) Một số phương tiện chống giữ gương lò chợ Sơ đồ khu vực áp dụng lị chợ giới hố khấu than vỉa khu Cánh Gà mỏ than Vàng Danh Máy khấu than MG 200 - W1 Giàn chống ZZ-3200/16/26 Máy khấu than MG-150/375-W Lị chợ giới hóa Cơng ty than Khe Chàm Giàn chống VINAALTA-2.0/3.15 Máy khấu than MB12-2V2P/R-450E Lị chợ giới hóa Cơng ty than Vàng Danh Tổ hợp giàn chống 2ANSH lắp đặt mặt Lị chợ giới hóa 2ANSH Cơng ty than Mạo Khê Sơ đồ đường lò chuẩn bị lò chợ II-6B-1 Giàn chống ZFS3000/17/28 Máy khấu hai tang MG160/380-WDK Máng cào SGZ630/220 Mơ hình áp lực tác dụng lên giàn chống lò chợ Sơ đồ phân bố áp lực mỏ Sơ đồ cơng nghệ khai thác lị chợ giới hóa đồng Hộ chiếu khai thác lị chợ giơi hóa đồng Trang 42 43 45 46 48 49 49 51 52 52 56 67 69 73 74 79 79 83 84 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quyết định số 60/QĐ – TTg ngày 09 tháng 01 năm 2012 tổng sản lượng than thương phẩm sau: Năm 2015: 55 ÷ 58 triệu tấn; năm 2020: 60 ÷ 65 triệu tấn; năm 2030: 75 triệu Để đạt mục tiêu phát triển nêu trên, đầu tư mở rộng nâng cơng suất mỏ, thăm dị xây dựng mỏ mới, ngành Than phải trọng vào đổi công nghệ, đặc biệt công nghệ khai thác để nâng cao sản lượng lò chợ, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân tăng suất lao động Hiện mỏ than Thống Nhất chủ yếu áp dụng công nghệ khai thác phương pháp khoan nổ mìn thủ cơng, chống giữ cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động, giá khung di động Các công nghệ cải thiện so với công nghệ chống gỗ cột ma sát tiềm ẩn nguy an toàn, sản lượng chưa cao, chưa tập trung hóa sản xuất Chính vậy, việc Phân tích đánh giá trạng khai thác than đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ khai thác Công ty than thống Nhất cần thiết, khắc phục tồn đáp ứng yêu cầu sản xuất Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đánh giá trạng khai thác công nghệ chống giữ áp dụng Công ty than Thống Nhất - Đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ để nâng cao hiệu khai thác Công ty than Thống Nhất Mục đích đề tài - Đánh giá cơng nghệ khai thác, chống giữ lị chợ áp dụng Công ty than Thống Nhất - Đề xuất công nghệ khai thác than giới hóa đồng Cơng ty than Thống Nhất Nội dung nghiên cứu - Phân tích đánh giá điều kiện địa chất mỏ than Thống Nhất - Phân tích đánh giá cơng nghệ khai thác, chống giữ áp dụng Công ty than Thống Nhất - Nghiên cứu khả áp dụng cơng nghệ khai thác than giới hóa đồng Công ty than Thống Nhất Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp thống kê phân tích - Phương pháp thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 6.1 Ý nghĩa khoa học: Với điều kiện địa chất vùng than Quảng Ninh nói chung mỏ Thống Nhất nói riêng, cần thiết phải áp dụng đa dạng loại hình cơng nghệ khai thác lị chợ, phù hợp với điều kiện vỉa 6.2 Ý nghĩa thực tiễn: Đánh giá tồn diện trạng cơng nghệ khai thác than áp dụng Công ty than Thống Nhất, sở đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu khai thác Công ty than Thống Nhất Những điểm luận văn 7.1 Phương pháp luận đánh giá điều kiện địa chất vùng than Quảng Ninh nói chung mỏ Thống Nhất nói riêng, 7.2 Đánh giá tồn diện trạng cơng nghệ khai thác than áp dụng Công ty than Thống Nhất, sở đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu khai thác Công ty than Thống Nhất Cơ sở tài liệu - Tài liệu địa chất vỉa than Công ty than Thống Nhất - Tài liệu trạng khai thác Công ty than Thống Nhất - Thiết kế vẽ thi công công nghệ khai thác áp dụng Công ty than Thống Nhất - Các tài liệu thiết kế lò chợ giới hóa Cơng ty than Thống Nhất - Tài liệu tham khảo Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư mỏ Công ngiệp - Vinacomin 9 Cấu trúc luận văn Luận văn gồm: Phần mở đầu, 04 chương, kết luận; có 27 bảng biểu 20 hình vẽ Luận văn hồn thành hướng dẫn khoa học GS.TSKH Lê Như Hùng Qua xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Phòng Đại học sau Đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác Hầm lị, Cơng ty cổ phần Tư vấn Đầu tư mỏ Công nghiệp - Vinacomin, Công ty than Thống Nhất-TKV giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Đặc biệt hướng dẫn, giúp đỡ tận tình GS.TSKH Lê Như Hùng thầy giáo Bộ môn Khai thác Hầm lò, trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồng thời xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, bạn đồng nghiệp người thân tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn 85 4.3.3 Tính tiêu kinh tế kỹ thuật Để xây dựng cơng suất lị chợ CGH sở điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ, luận văn tiến hành tính tốn chi phí thời gian cụ thể cho cơng việc chu kỳ sản suất sở đặc tính thiết bị giới hóa đề xuất kinh nghiệm khai thác nước (tại Công ty than Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu) nước giới (Trung Quốc, Ba Lan ) Các cơng việc chu kỳ khai thác lị chợ giới hóa bao gồm: - Giao ca, chuẩn bị sản xuất, - Củng cố, bảo dưỡng thiết bị, - Công tác khấu gương (vận hành máy khấu); - Công tác di chuyển máng cào trước; - Công tác di chuyển giàn; - Công tác thu hồi than hạ trần; - Công tác di chuyển máng cào sau; 4.3.3.1 Xác định chi phí thời gian cho cơng việc chu kỳ khai thác lị chợ Chi phí thời gian cho cơng tác khấu gương Cơng tác khấu gương lị chợ tổ chức thực theo sơ đồ khấu tạo khám đầu (hoặc tạo khám chân), cụ thể: Khi máy khấu đến đầu (hoặc chân) lị chợ thực cơng tác tạo luồng khấu cách quay chuyển vị trí tang cắt: tang cắt trước khấu phần hạ xuống để khấu phần ngược lại tang khấu sau nâng lên khấu phần nóc, hành trình máy khấu theo hướng ngược lại xuống phía (hoặc lên trên), khấu luồng 30 ÷ 40 m (máy khấu nằm trọn vào luồng khấu mới) Sau tiến hành đảo chiều tang khấu cho máy khấu di chuyển ngược lại khấu nốt vai than sát vị trí dừng máy kết thúc cơng tác tạo luồng khấu Cơng tác khấu gương lị chợ giới hóa thực máy khấu MG160/380 - WDK có tốc độ di chuyển theo đặc tính kỹ thuật máy từ 0÷7,5m/phút Tuy nhiên, tốc độ di chuyển có tải máy khấu thực tế khai thác xác định sở: đặc điểm cấu tạo vỉa, bao gồm yếu tố độ kiên cố than, số lượng, tính chất độ cứng đá kẹp vỉa than; độ ổn định vách, trụ vỉa than, 86 Kinh nghiệm khai thác lị chợ giới hóa trước Công ty than Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu cho thấy tốc độ di chuyển có tải tối ưu máy khấu thời điểm trì khoảng từ 2,5 ÷ 3,0 m/phút, tốc độ máy khấu di chuyển không khấu m/phút Thời gian khấu khấu khám: Tk = (Lkx2)/vmk+ Lk/vkk Ltk – Chiều dài tạo khám, Ltk = 30 m vmk – tốc độ di chuyển máy khấu, vmk = 2,5 m/phút vkk – tốc độ di chuyển máy khấu không khấu, vkk = m/phút Tk = (30x2)/2,5+ 30/4 = 32 phút Thời gian khấu gương lò chợ: Tg = Lk/vmk Ltk – Chiều dài lại sau khấu khám, Ltk = 80 m vmk – tốc độ di chuyển máy khấu, vmk = 2,5 m/phút Tg = 80/2,5 = 32 phút Trong thời gian khấu khám giàn chống chưa di chuyển nên cơng tác sử lý ngã ba thực thời gian Chi phí thời gian cho cơng tác di chuyển máng cào giàn chống Công tác di chuyển máng cào giàn chống thực nối tiếp trình máy khấu khấu gương: di chuyển giàn chống thực dứt điểm giàn, di chuyển giàn hạ thấp giàn (giảm tải) thực sau di chuyển máng cào, bao gồm hạ chắn gương, thu rút hết hành trình pít tơng kéo giàn tịnh tiến sát vào máng cào vừa di chuyển (bước di chuyển bước khấu), sau nâng giàn (chất tải) - Thời gian di chuyển máng cào gương lò chợ: Trước di chuyển máng cào thường phải thời gian công tác xúc, tải than máy khấu không tải hết phần than Theo kết bấm giờ, thời gian di chuyển máng cào từ ÷ 1,5 phút/m, trung bình phút/1 mét cầu máng - Thời gian di chuyển giàn chống: Qua theo dõi thực tế lò chợ giới hóa Vàng Danh, Nam Mẫu, Khe Chàm cho thấy, thời gian di chuyển giàn chống đầu chân lị chợ từ ÷ 15 phút, trung bình phút Nguyên nhân di chuyển giàn chống đầu chân lò chợ nhiều thời gian khu vực tiếp giáp 87 với ngã ba đầu chân lò chợ, nên thường xuyên phải xử lý lở gương, tụt lị chợ Theo báo cáo tài liệu Trung Quốc, tốc độ di chuyển giàn chống tốc độ khấu than máy khấu có quan hệ phối hợp hỗ trợ Khoảng cách hai giàn chống 1,5m, tức giàn chống đỡ đá vách 1,5m, người phụ trách giàn chống với kỹ thành thục di chuyển giàn chống cầu máng khoảng 30s Nếu kỹ không thành thục khoảng 1phút Theo kinh nghiệm thực tế cơng việc di chuyển giàn chống lò chợ mỏ Khe Chàm, Vàng Danh, Nam Mẫu thời gian di chuyển từ ÷ 3phút/giàn, trung bình 1,5 phút/giàn Cơng tác di chuyển giàn chống chia làm nhiều vị trí nhằm đẩy nhanh tốc độ khai thác Khi máy khấu bắt đầu khấu xuống gương (khấu xong khám) máng cào giàn chống bắt đầu di chuyển, tổng số giàn chống lò chợ 74 giàn 110 m máng cào, 32 phút khấu gương di chuyển 22 giàn chống 32 m máng cào Vậy 52 giàn chống chưa di chuyển 78 m máng chưa di chuyển Khi máy khấu hết gương lị chợ, vị trí cuối gương khoảng 30 m máng cào chưa di chuyển vướng máy khấu, 20 giàn chống chưa di chuyển Để di chuyển giàn chống máng cào vị trí máy khấu phải khấu khám tạo luồng tức khoảng thời gian 32 phút (theo tính thời gian khấu khám trên) Thời gian di chuyển 32 giàn chống gương 32x1,5 = 48 phút Thời gian di chuyển 48 m máng cào gương 48x1 = 48 phút Thời gian di chuyển 20 giàn chống cuối 20x1,5 = 30 phút Thời gian di chuyển 30 m máng cào cuối 30x1 = 30 phút Do công tác di chuyển giàn chống máng cào làm song song nên thời gian làm việc hai công đoạn lấy theo thời gian lớn di chuyển giàn chống Tổng thời gian công tác khấu gương: T = 32 + + 32 + 48 + 30 + = 156 phút Chi phí thời gian cho cơng tác thu hồi than hạ trần Cơng tác thu hồi than làm đồng thời song song với trình di chuyển giàn chống Theo báo cáo than Thống Nhất có độ cứng nhỏ nên di chuyển giàn chống than xuống phần máng cào đặt phía giàn chống, di chuyển giàn 88 chống giàn một, đồng thời phía sau giàn chống có phận che chắn nên than không xuống ạt đảm bảo máng cào vận hành tốt Các công việc chủ yếu thu hồi than nóc: - Di chuyển giàn chống; - Vận hành máng cào; - Thu chắn thủy lực (cách thu tấm); - Di chuyển máng cào phía sau; Các cơng tác thu hồi than làm song song với công tác khấu gương, di chuyển giàn chống than xuống đồng thời máng cào sau hoạt động để tải than, nên thời gian khấu gương thời gian thu hồi than tương đương Vây tổng thời gian hoàn thành chu kỳ khai thác với bước tiến 0,63 m 156 phút Chi phí thời gian cho cơng tác giao ca chuẩn bị sản xuất Theo kết thống kê, thời gian giao ca sản xuất phân xưởng mặt thường chiếm từ 25 ÷ 40 phút, trung bình 30 phút Do đó, báo cáo xây dựng chi phí thời gian cho cơng tác điều kiện mỏ than Thống Nhất tương tự là: Tgc = 30 [phút/ca] * Số luồng làm việc ca: Tca: Thời gian hai ca sau trừ thời gian giao ca, nghe lệnh sản xuất vào lò chợ sản suất ca 30 phút Tca = 8x 60 - 60 = 420 phút; Tk: Tổng thời gian khấu gương Tk = T = 156 phút Vậy số luồng khấu ca là: Nca = Tca/Tk = 420/156 = 2,35 luồng Số luồng khấu ca luồng Trong ngày đêm khấu luồng, ca ca ca khấu luồng, ca khấu luồng thời gian lại ca để bảo dưỡng thiết bị Biểu đồ bố trí nhân lực biểu đồ tổ chức cơng việc xem bảng 4.12 4.13 89 B¶ NG 4.12: biĨu ®å t ỉ c høc c hu k ỳ sả n xuất tT Tê n c ô n g v iÖc KÝh iÖu (m) Ca I Ca II Ca III 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 110 Giao ca Cđng cè lß Th ê i g ian t h ù c h iƯn ChiỊu dµi Lc 95 cc 80 cc cc Vận hành máy khấu (khấu than) cc Nâng cấu giữ tạm cc Di chuyển máng cào cc cc Di chuyển dµn chèng Thu håi than nãc KiĨm tra, bảo d- ỡ ng đồng thiết bị 30 cc cc Chống tăng c- ờng,thu hồi vìchống lò chuẩn bị cc 15 90 Bả NG 4.13: biểu đồ bè t r Ýnh©n l ùc c hu k ú T T Nh ân l ự c Ca Tê n t h ỵ Ca I I II III ∑ Kiểm tra, củng cố lò chợ 2 Vận hành má y khấu, kiểm tra bảo d- ì ng 2 Di chun dµn chèng, kiĨm tra b¶o d- ì ng 4 12 Đ ẩy má ng cào uốn, kiểm tra b¶o d- ì ng 2 6 Thu håi than nãc 4 12 VËn hµnh bơm DD nhũ hoá bơm s- ơng mù 2 Vận hành má ng cào lò chợ 3 9 Vận hành má y chuyển tải 1 10 Vận hành cá c thiết bịkhá c 1 11 Chống tăng c- ờng đầu chợ 2 12 Chống tăng c- ờng chân chợ 2 13 Kiểm tra bảo d- ỡ ng đồng thiết bị - - (16) (16) 14 Trực trạm điều khiển 1 15 Trực điện 1 16 Chỉđạ o sản xuất 1 Giao ca Tæn g c é n g 28 28 28 84 Th ê i g ian t h ù c h iÖn Ca II 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ca III 91 4.3.3.2 Xác định công suất lị chợ thu hồi than Số luồng khấu ca N = T / T’, luồng (5.1) Trong đó: N - Là số luồng khấu ca T - Thời gian sản xuất ca (ph) Lò chợ ca làm việc tiếng, thời gian chuẩn bị đầu cuối ca, giao ban tổng cộng 0,5 tiếng, thời gian dùng riêng cho sản xuất ca 7,5 tiếng (tương đương 450 ph) T’ - Thời gian khấu thu hồi luồng T’ xác định dựa thời gian máy khấu khấu 01 luồng (T1) thời hạ trần thu hồi than 01 luồng (T2) Khi máy khấu khấu 15m, bắt đầu tiến hành công tác hạ trần thu hồi than nóc, T’ = max (T1, T2) T1 - Tổng thời gian máy khấu khấu 01 luồng T1 tính sau: T1=Tg+Tk+Ts+Td+Ta, ph (5.2) Trong đó: + Tg - Thời gian vận hành khấu 01 luồng Tg= (L+L1) / Vg, ph L - Chiều dài lò chợ (m), L = 110 m L1 - Chiều dài khám đầu lò chợ, L1=30m Vg - Tốc độ vận hành bình quân máy khấu khấu (m/ph) + Ts - Thời gian ngừng cần thiết để đổi hướng, thay cắt + Td - Thời gian máy khấu làm việc đầu lò chợ + Ta - Thời gian máy khấu ngừng để giải cố Theo Báo cáo tổng kết “Áp dụng thử nghiệm cơng nghệ khai thác giới hố đồng máy khấu combai kết hợp giàn chống tự hành Công ty than 92 Khe Chàm” Công ty CP Tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp-Vinacomin lập năm 2006) chọn Ts = ph, Td = 20 ph, Ta= 60 ph, Vg = 2,4 m/ph Khi đó: Tg = (30+110)/2,4 = 58,5 ph + Tk - Thời gian vận hành không khấu, ph Tk = L1 /Vk , ph Vk- Tốc độ vận hành bình quân không khấu máy khấu (m/ph) Chọn Vk= 4m/ph Khi đó: Tk = 30 /4 = 7,5 , ph Thay giá trị vào (5.2) ta có: T1 = 58,5 + 7,5 + + 20 + 60 = 151ph T2 - Tổng thời hạ trần thu hồi than 01 luồng T2 tính sau: T2= Tt+Tb, ph (5.3) Trong đó: + Tb - Thời gian giải cố hạ trần, Tb=60 ph + Tt - Thời hạ trần thu hồi than 01 luồng Tt = (Thx b)/n, ph + Th- Thời gian cần để thu hồi than cho giàn, Tt = 5~7 ph Chọn Tt = ph + b - Số lượng giàn chống thủy lực gương lò chợ thu hồi than nóc, b = 74-3x2 = 68 giàn (03 giàn chống phía đầu chân lị chợ khơng thu hồi) + n - Số lượng lượng giàn chống thu hồi than đồng thời, n = giàn → Tt = (7 x 68)/3 = 158 ph Thay giá trị vào (5.3) ta có: T2 = 60 + 158 = 218ph → T’ = max(T1, T2) = 218ph Thay giá trị vào (5.1) ta có: 93 N = 450/218 = 2,06 luồng Chọn số luồng khấu ca N = luồng Một ngày làm việc ca (02 ca sản xuất, 01 ca sản xuất bảo dưỡng, sửa chữa đồng thiết bị) Vậy số luồng khấu ngày đêm N = luồng Sản lượng than khai thác ngày đêm - Sản lượng than khấu gương Ak = L N r mk γ k (T) (5.4) Trong đó: L: Chiều dài trung bình lị chợ, L = 110 (m); N: Số luồng khấu ngày đêm, N = luồng r: Tiến độ luồng khấu, r = 0,63 (m); mk: Chiều cao khấu, mk = 2,6 (m); γ: Trọng lượng thể tích than, γ = 1,45 (T/m3); k: Hệ số khai thác, k = 0,95; Thay giá trị vào (5.4) ta có: Ak = 110 x x 0,63 x 2,6 x 1,45 x 0,95 = 241 (T) - Sản lượng than hạ trần Ath = L N rth mth γ kth (T) (5.5) Trong đó: rth: Tiến độ luồng hạ trần, rth = 0,63 (m); mth: Chiều dày lớp than hạ trần, mth = 5,4 (m); kth : Hệ số thu hồi, kth = 0,7 Thay giá trị vào (5.5) ta có: Ath = 110 x x 0,63 x 5,4 x 1,45 x 0,7 = 899 (T) Vậy sản lượng than khai thác ngày đêm: A = Ak + Ath = 241 + 899 = 140 (T) Sản lượng than trung bình tháng 94 ATh = Angđ.nt.Ktg = 3140 x 25 x 0,85 = 66 725 tấn/tháng nt – Số ngày làm việc tháng, nt = 25 ngày Ktg – Hệ số sử dụng thời gian; Ktg = 0,85 Cơng suất lị chợ An = ATh n kcd (tấn/năm) Trong đó: A : sản lượng than chu kỳ; n: Số tháng làm việc năm, n = 12 tháng; kcd: Hệ số chuyển diện, kcd = 0,75; Thay giá trị vào ta có: An = 66725 x 12 x 0,75 = 600 525 tấn/năm Chọn sản lượng than trung bình năm 600 000 tấn/năm * Cơ cấu sản lượng lò chợ lò chợ CGH đạt cơng suất 600 000 tấn/năm: + 01 lị chợ CGH: 600 000 t/n + 06 lò chợ giá khung, giá xích: 06 x 225 000 = 350 000 t/n + 01 lị chợ cột thủy lực đơn (cơng suất thiết kế 100 000 t/n): 50 000 t/n * Tổng cộng: 08 lị chợ, cơng suất: 000 000 tấn/năm (Dự phòng 50% sản lượng lò chợ cột thủy lực đơn than đào lò, tổng sản lượng than dự phòng khoảng 220 000 t/n) Tiến độ ngày lò chợ Rng = r.N = 0,63x5 = 3,15 m/ngđ Tiến độ tháng lò chợ Rth = Rngntk = 3,15 x 25x0,85 = 66,94 m/ tháng Tiến độ năm lò chợ Rn = Rthnkcd = 66,94x 12x0,75 = 602,46 m/ năm Năng suất lao động công nhân trực tiếp N= Angđ n ngđ = 3140 = 37,38 (T/công) 84 - Số lao động trực tiếp khai thác ngày đêm, nng.đêm = 84 (người) Chi phí nhũ tương cho 1000 than 95 Dung dịch nhũ tương cung cấp cho giàn chống sử dụng tuần hoàn (từ trạm bơm nhũ hóa cung cấp cho giàn chống qua phận lọc trở trạm bơm) Tuy nhiên để đảm bảo khả làm việc giàn chống trình khai thác cần thiết phải bổ sung thay dầu, tháng thay lần dầu, nhũ tương chiếm 5% nước chiếm 95% khối lượng dung dịch Chi phí dầu nhũ tương cho 1000 than khai thác Cnt = 1600.4.0.05 x 1000 Ath Cnt = kg 1600 x x 0, 05 x1000 = 4,7 kg 66725 10 Chi phí nước cho 1000 than Nước để pha dung dịch nhũ tương chiếm 95%: 1600x4x0,95 = 6400,95 m3 Nước làm mát động cho 1000 than 10 m3 Nước phun xương chống bụi cho 1000 than 10 m3 Vậy chi phí nước cho 1000 than: Cn = 1600 x x 0, 95 x1000 +10 +10 = 110 m3 66725 11 Chi phí khấu Chi phí khấu phụ thuộc vào độ cứng than đất đá kẹp vỉa Trong trình áp dụng giới hóa khai thác lị chợ Cơng ty than Khe Chàm cho thấy: Chi phí khấu tính bình qn sau năm áp dụng 0,94 cho 1000 than, tính tốn tạm tính cho Cơng ty than Thống Nhất 1,0 răng/1000T Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu hệ thống khai thác trình bày bảng 4.14 Bảng 4.14: Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác lị chợ giới hóa đồng cho lị chợ đạt sản lượng 600.000 tấn/năm Stt Tên tiêu Đơn vị Khối lượng Chiều dày vỉa áp dụng m 8,0 Góc dốc trung bình vỉa Độ 21º 96 Tỷ trọng than Tấn/m3 1,45 Chiều dài trung bình lị chợ m 110 Chiều cao khấu lò chợ m 2,6 Chiều cao thu hồi m 5,4 Chiều rộng luồng khấu (bước khấu) m 0,63 Tiến độ khai thác chu kỳ m 3,15 Vật liệu chống gương Giàn chống ZFS3000/17/28 10 Thời gian làm việc ngày đêm Ca 11 Hệ số hoàn thành chu kỳ 0,95 12 Hệ số thu hồi 0,7 13 Sản lượng than khai thác ngày đêm Tấn 3140 - Sản lượng khấu gương Tấn 1241 - Sản lượng than thu hồi Tấn 1899 14 Sản lượng khai thác trung bình tháng Tấn 66725 15 Hệ số chuyển diện 16 Cơng suất lị chợ Tấn/năm 600 000 17 Số cơng nhân lị chợ ngày đêm Người 84 18 Năng suất lao động cơng nhân lị chợ Tấn/người-ca 37,38 19 Số mét lị chuẩn bị cho 1000t than m/1000t 2÷5 20 Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000t than kg/1000t 4,7 21 Chi phí nước cho 1000t than m3/1000t 110 22 Chi phí khấu cho 1000t than Cái /1000t 23 Tổn thất than % 15 ÷ 20 0,75 97 KẾT LUẬN Theo đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất kỹ thuật trữ lượng vùng than Quảng Ninh có khoảng tỷ (đến mức -300m), trữ lượng than thuộc vỉa dầy dốc thoải nghiêng chiếm gần 60% Tại khoáng sàng than Thống Nhất vỉa dầy dốc thoải nghiêng chiếm tỷ lệ đáng kể 70% trữ lượng, việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ khai thác đảm bảo yêu cầu mặt kinh tế kỹ thuật cần thiết Ở điều kiện vỉa than dày thoải, nhiều nước khác giới, đặc biệt Trung Quốc đưa vào áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác giới hóa đồng hạ trần thành công Ưu điểm sơ đồ công nghệ giảm tiêu hao dầu, mét lò chuẩn bị; tăng suất lao động; lò chợ an toàn khả chịu lực giàn chống lớn; đặc biệt sơ đồ công nghệ cho sản lượng lò chợ cao Căn vào điều kiện địa chất mỏ, sở đặc tính kỹ thuật tổ hợp thiết bị khai thác, luận văn đề xuất chọn tổ hợp giới hóa đồng để áp dụng khai thác lò chợ vỉa dầy thoải mỏ Thống Nhất Trong điều kiện phân vỉa 6B, 5C, 4C,3C mỏ Thống Nhất có điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ cho phép áp dụng giới hóa hóa đồng cơng nghệ khai thác lò chợ Khu vực lựa chọn áp dụng lò chợ II-6B-1 Tổng trữ lượng địa chất huy động khai thác áp dụng giới hóa đồng phân vỉa 6B, 5C, 4C,3C mỏ Thống Nhất khoảng 9.148.000 tương ứng với 6.635.000 trữ lượng công nghiệp khai thác thời gian khoảng 11 năm, sau thiết bị khai thác chuyển sang khu vực khác có điều kiện cho phép Việc áp dụng hệ thống giới hóa hóa đồng để chống giữ lị chợ đầu tư thiết bị công nghệ khai thác nhằm áp dụng tiến kỹ thuật công nghệ khai thác than hầm lị, an tồn hiệu cho cơng nhân làm việc lị chợ, nâng cao sản lượng lị chợ suất lao động cơng nhân, cải thiện tiêu kinh tế - kỹ thuật phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ 98 Với điều kiện địa chất vùng than Quảng Ninh nói chung mỏ Thống Nhất nói riêng, cần thiết phải áp dụng đa dạng loại hình cơng nghệ khai thác lị chợ, phù hợp với điều kiện vỉa Cơng nghệ khai thác lị chợ giới hóa đồng có hạ trần thu hồi than giải pháp cần nghiên cứu áp dụng cho vỉa dầy thoải để xây dựng lị chợ cơng suất lớn góp phần nâng cao sản lượng mỏ toàn ngành 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dự án đầu tư khai thác hầm lò xuống sâu mức -35 khu Lộ Trí – Cơng ty than Thống Nhất “công suất 2.000.000 tấn/năm Đề án Tổng Giám đốc Tập đồn Cơng nghiệp than - Khoáng sản Việt nam phê duyệt định số 2985/QĐ-TKV ngày 22/12/2009 Thiết kế kỹ thuật – Tổng dự tốn “khai thác hầm lị xuống sâu mức 35 khu Lộ Trí – Cơng ty than Thống Nhất” Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp – Vinacomin lập năm 2010 Phùng Mạnh Đắc (2005), Đánh giá khả áp dụng cơng nghệ giới hố khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Lê Như Hùng (1999), Hệ thống phương pháp tính tốn thiết kế cơng nghệ khai thác hầm lò, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong (2001), Mở vỉa khai thác hầm lò, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cương (1993), Công nghệ khai thác hầm lò, Tập I, II, III, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Đoàn Văn Kiển (2008), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ giới hóa khai thác thiết kế, chế tạo loại giàn chống tự hành phù hợp áp dụng điều kiện địa chất vỉa dày, độ dốc đến 35o vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội Thái Hồng Phương (2001), Áp lực mỏ hầm lò, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Văn Thanh (2001), Công nghệ khai thác mỏ hầm lị, Giáo trình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 10 Trần Văn Thanh (2001), Các phương pháp khai thác đặc biệt khoáng sản có ích, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 11 Trần Văn Thanh (2004), Công nghệ khí hố khai thác than hầm lị, Giáo trình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 12 Tài liệu thu thập từ Công ty than Thống Nhất, Mạo Khê, Khe Chàm, Vàng Danh ... Thống Nhất - Đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ để nâng cao hiệu khai thác Cơng ty than Thống Nhất Mục đích đề tài - Đánh giá công nghệ khai thác, chống giữ lò chợ áp dụng Công ty than Thống Nhất. .. riêng, 7.2 Đánh giá tồn diện trạng công nghệ khai thác than áp dụng Công ty than Thống Nhất, sở đề xuất giải pháp kỹ thuật, cơng nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu khai thác Công ty than Thống Nhất Cơ... - Đề xuất công nghệ khai thác than giới hóa đồng Công ty than Thống Nhất Nội dung nghiên cứu - Phân tích đánh giá điều kiện địa chất mỏ than Thống Nhất - Phân tích đánh giá công nghệ khai thác,