Nghiên cứu độ chứa khí, thoát khí metan, dự đoán độ chứa khí và các giải pháp đảm bảo an toàn khi khai thác xuống sâu tại mỏ tràng bạch công ty than uông bí vinacomin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -o0o NGUYỄN TRỌNG PHÚC NGHIÊN CỨU ĐỘ CHỨA KHÍ, THỐT KHÍ MEETAN, DỰ ĐỐN ĐỘ CHỨA KHÍ VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU TẠI MỎ TRÀNG BẠCH – CƠNG TY THAN NG BÍ - VINACOMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -o0o NGUYỄN TRỌNG PHÚC NGHIÊN CỨU ĐỘ CHỨA KHÍ, THỐT KHÍ MEETAN, DỰ ĐỐN ĐỘ CHỨA KHÍ VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU TẠI MỎ TRÀNG BẠCH – CÔNG TY THAN NG BÍ - VINACOMIN Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐẶNG VŨ CHÍ HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên c ứu riêng tơi Các số liệu, tài liệu kết nêu luận văn trung thực kết cơng trình khác Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Trọng Phúc MỤC LỤC Lời cam đoan MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU………………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………….… CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, HIỆN TRẠNG VÀ KINH NHIỆM KHAI THÁC TẠI MỎ THAN TRÀNG BẠCH 10 1.1 Khái quát chung đặc điểm điều kiện địa chất mỏ than Tràng Bạch: 10 1.2 Hiện trạng công tác khai thác mỏ mỏ than Tràng Bạch: 16 1.2.1 Hiện trạng công tác khai thông mở vỉa: 16 1.2.2 Hiện trạng công tác khai thác: 16 1.2.3 Hiện trạng cơng tác đảm bảo an tồn cháy nổ: 19 1.3 Tổng hợp kinh nghiệm khai thác vỉa than có nguy hiểm cháy nổ khí mỏ hầm lị nư ớc 21 1.3.1 Tổng hợp vụ cháy nổ khí xảy điển hình Thế Giới 21 1.3.2 Tổng hợp sơ lược lịch sử vụ cháy nổ khí mêtan điển hình Việt Nam …24 1.4 Tổng hợp kinh nghiệm khai thác vỉa than có nguy hiểm nổ khí vùng Quảng Ninh ……….26 1.5 Nhận xét: 26 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘ CHỨA KHÍ VÀ ĐỘ THỐT KHÍ CỦA MỎ THAN TRÀNG BẠCH 28 2.1 Các phương pháp nghiên cứu độ chứa khí mêtan nay: 28 2.1.1 Độ chứa khí, độ khí mê tan đường lị đào………….……28 2.1.2 Độ chứa khí, độ khí mêtan lị chợ khai thác 32 2.2 Nghiên cứu độ chứa khí mêtan mỏ Tràng Bạch 37 2.2.1 Cơ sở đánh giá xếp loại độ chứa khí mêtan ……………………… …….37 2.2.2 Một số đặc điểm khai thác, thơng gió chế độ khí mỏ Tràng Bạch……………………………………………………………………………….38 2.2.3 Tổng hợp độ chứa khí mêtan mỏ Tràng Bạch qua năm………… ……40 2.3 Nghiên cứu độ thoát khí mêtan mỏ Tràng Bạch: 42 2.3.1 Cơ sở đánh giá xếp loại theo độ khí mêtan…………………….…….42 2.3.2 Hiện trạng độ khí mêtan………………………………………………44 2.5 Nhận xét……………………………………………………………………….45 CHƯƠNG 3: DỰ BÁO ĐỘ CHỨA KHÍ VÀ THỐT KHÍ MÊ TAN MỎ TRÀNG BẠCH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU…………………………………………………………………….….… 45 3.1 Kế hoạch khai thác xuống sâu mỏ than Tràng Bạch 45 3.2 Dự báo độ chứa khí mêtan than xuống sâu mỏ Tràng Bạch 47 3.3 Dự báo độ khí mêtan vào khu vực khai thác: 54 3.4 Phân loại mỏ theo độ chứa khí mê tan……………………………………… 55 3.5 Nghiên cứu đề xuất giải pháp đảm bảo an toàn khai thác xuống sâu 56 3.5.1 Hiện trạng cách đề phịng, khắc phục cháy nổ khí áp dụng mỏ Tràng Bạch: 56 3.5.2 Các giải pháp đảm bảo an toàn khai thác xuống sâu………………… 57 3.5.2.1 Phương pháp thơng gió tích cực q trình đào lị khai thác 57 3.5.2.2 Phương pháp sử dụng hệ thống giám sát tập trung khí mỏ 57 3.5.2.3 Phương pháp tăng cường thiết bị cảnh báo cầm tay 58 3.5.2.4 Phương pháp áp dụng hệ thống quan trắc cục 59 3.5.2.5 Phương pháp khoan tháo khí trước khai thác: 60 3.5.2.6 Phương pháp lắp đặt sử dụng thiết bị hút khí mêtan: 60 3.6 Nhận xét 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………….…… 63 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng tổng hợp cấu tạo vỉa than khu vực 12 Bảng 1.2 Bảng tổng hợp tiêu lý đá vách trụ vỉa than 15 Bảng 2.1 Bảng tổng hợp vụ cháy nổ khí mêtan điển hình giới………21 Bảng 2.2 Bảng tổng hợp vụ cháy nổ khí mêtan điển hình Việt Nam…… 25 Bảng 2.3 Xếp loại mỏ theo độ chứa khí Mêtan tự nhiên vỉa than 38 Bảng 2.4 Tổng hợp độ chứa khí mê tan lớn từ năm 2005 đến 2012 40 Bảng 2.5 Theo độ khí Mêtan tương đối trình khai thác 42 Bảng 3.1 Độ chứa khí tự nhiên than 47 Bảng 3.2 Độ chứa khí mêtan tự nhiên vỉa than mỏ Tràng Bạch theo mức cao 48 Bảng 3.3 Dự báo độ chứa khí mêtan vỉa 10 – khu Tràng Khê: 49 Bảng 3.4 Dự báo độ chứa khí mêtan vỉa 12– Khu Tràng Khê: 50 Bảng 3.5 Dự báo độ chứa khí mê tan vỉa 18 – khu Tràng Khê: 50 Bảng 3.6 Dự báo độ chứa khí mê tan vỉa 24– khu Tràng Khê: 51 Bảng 3.7 Bảng phân loại mỏ Tràng Bạch theo độ chứa khí mêtan tự nhiên 52 Bảng 3.8 Kết dự báo độ chứa khí mêtan - Vỉa 8(43) khu mỏ Tràng Bạch 53 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng nghệ khai thác lị dọc vỉa phân tầng áp dụng cho vỉa 9b vỉa 10 khu Tràng Khê II, mỏ than Tràng Bạch 17 Hình 1.2 Công nghệ khai thác cột dài theo hướng dốc, sử dụng tổ hợp dàn chống 2ANSH để khấu chống gương lò chợ 17 Hình 1.3 Cơng nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu gương khoan nổ mìn, chống giữ cột thủy lực đơn kết hợp với xà khớp, điều khiển đá vách phá hỏa toàn phần áp dụng vỉa 9b vỉa 12, khu Tràng Khê III 18 Hình 1.4 Cơng nghệ khai thác buồng thượng, khấu gương khoan nổ mìn, áp dụng vỉa 10, khu Tràng Khê III 19 Hình 2.1 Hệ thống giám sát - điều độ tập trung trang bị số mỏ hầm lò 25 Hình 2.2 Hệ số tái hấp thụ khí than khấu tương quan với độ chứa khí mêtan 32 Hình 2.3 Hệ số cường độ khí mêtan từ bề mặt than gương 33 Hình 2.4 Hệ số tái hấp thụ khí vỉa than nằm theo nghiên cứu mỏ thực nghiệm Barbara 37 Hình 3.1 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V10– khu Tràng Khê 49 Hình 3.2 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V12– khu Tràng Khê 50 Hình 3.3 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V18 – khu Tràng Khê: 51 Hình 3.4 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V24– khu Tràng Khê: 52 Hình 3.5 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V8(43)– khu Tràng Khê: 53 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày với phát triển nhanh chóng kinh tế giới nói chung kinh tế Việt Nam nói riêng khơng thể khơng nói đến ổn định phát triển nguồn lượng có việc sản xuất tiêu thụ than Nhu cầu than tiêu thụ nước xuất tăng nhanh thời gian tới Để thỏa mãn nhu cầu ngành than có quy ho ạch phát triển sản lượng khai thác dự kiến đạt 51 -:- 58 triệu vào năm 2015, đạt 56 -:- 62 triệu vào năm 2020 70 -:- 75 triệu vào năm 2025 Tuy nhiên khai trường khai thác lộ thiên ngày khó khăn diện sản xuất, thời gian tới sản lượng khai thác lộ thiên giảm đáng kể, để hoàn thành kế hoạch đặt phải tăng tỷ lệ khai thác mỏ than hầm lò Từ yêu cầu sản lượng than hầm lò ều kiện thực tế diện khai thác Mỏ Tràng Bạch cần tiến hành mở rộng sản xuất theo hướng xuống sâu Một vấn đề khó khăn khai thác than hầm lò ngày xuống sâu cơng tác an tồn nói chung thơng gió, dự đốn độ khí phịng tránh hiểm họa mỏ nói riêng Vì đề tài: Nghiên cứu độ chứa khí, khí Mêtan, dự đốn độ chứa khí giải pháp đảm bảo an toàn khai thác xuống sâu mỏ Tràng Bạch – Công ty than Uông Bí – Vinacomin mang tính cấp thiết nhằm trì phát triển sản xuất ổn định Cơng ty than ng Bí – Vinacomin Mục đích nghiên cứu - Thu nhập, tổng quát kiểm soát tất số liệu đo khí, phân tích độ chứa khí độ khí mức khai thác khu Tràng Bạch qua năm khai thác - Dự đốn độ khí khai thác than mức -150 - Đề suất giải pháp đảm bảo an toàn khai thác xuống sâu mỏ Tràng Bạch Nội dung nghiên cứu - Đặc điểm chung khí Metan hiểm họa khai thác mỏ than hầm lò - Đặc điểm chung địa chất vỉa than vùng Quảng Ninh nói chung vỉa 11(46), vỉa 8(43), vỉa 9B(44B), vỉa 1(36) mỏ Tràng Bạch nói riêng - Tổng hợp số liệu qua thời kỳ (gồm sản lượng khai thác than ; độ khí Mêtan lưu lượng gió cần thiết cho than khai thác ngày – đêm (m3 / phút) - Nghiên cứu quy luật phân bố độ chứa khí Mêtan khu Tràng Bạch - Nghiên cứu đề xuất giải pháp cảnh báo hiểm họa khí nổ Mêtan khai thác xuống sâu Phương pháp nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu nhằm hoàn thiện làm rõ việc khí Mêtan đáp ứng u cầu sản xuất mỏ khai thác mức sâu -150 sử dụng tham khảo cho mỏ than khác phát triển sản xuất tương lai Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Kết đánh giá trạng độ khí mỏ Tràng Bạch Cơng ty than ng Bí – Vinacomin, từ có sở để xây dựng giải pháp nhằm đảm bảo an tồn sản xuất, nâng cao hiệu thơng gió bước cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn * Cơ sở tài liệu: - Dự án nâng công suất mỏ Công ty than ng Bí – Vinacomin - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị - Tài liệu trung tâm An toàn Mỏ - Viện KHCN Mỏ - Tài liệu tham khảo Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất số tài liệu biên dịch từ nước * Cấu trúc luận văn Luận văn gồm 78 trang, 19 hình vẽ, 16 bảng biểu với chương, phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo, danh mục bảng biểu, hình vẽ, đồ thị xếp theo trình tự theo chương mục 10 Luận văn hoàn thành Bộ mơn Khai thác hầm lị Trường Đại học Mỏ Địa chất - Hà Nội hướng dẫn PGS TS ĐẶNG VŨ CHÍ 51 -100 0.0375 Hình 3.2 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V12– khu Tràng Khê Bảng 3.5 Dự báo độ chứa khí mê tan vỉa 18 – khu Tràng Khê Chiều sâu vỉa TT Giá trị ĐCK, m3/TKC Giá trị dự báo ĐCK m3/TKC 250 0.00031 200 0.01041 126 0.02285 75 0.02683 40 0.03710 30 0.04299 0.04533 -50 0.05313 -100 0.06835 52 Hình 3.3 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V18 – khu Tràng Khê: Bảng 3.6 Dự báo độ chứa khí mê tan vỉa 24– khu Tràng Khê TT Chiều sâu vỉa Giá trị ĐCK, m3/TKC Giá trị dự báo ĐCK m3/TKC 190 0.00430 125 0.03088 95 0.04173 75 0.04612 30 0.04861 0.05813 -50 0.06167 -100 0.07013 53 Hình 3.4 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V24– khu Tràng Khê - Đối với phần mức -150/+30 Mỏ Tràng Bạch- Cơng ty than ng Bí Mỏ Tràng Bạch vào giai đoạn đào lò chuẩn bị Năm 2013, Trung tâm An toàn mỏ với Cơng ty than ng Bí - Vinacomin bắt đầu tiến hành lấy mẫu xác định độ chứa khí mêtan vỉa than mỏ Tràng Bạch kết cho thấy độ chứa khí mêtan vỉa than mức trung bình cao, cao lị dọc vỉa phân tầng lò chợ 1(36) I (số 1) đạt 0,02855 m3/TKC Kết q tính tốn xác định độ chứa khí mê tan vỉa than mỏ Tràng Bạch thuộc Cơng ty than ng Bí - Vinacomin năm 2014 cho thấy giá trị mức trung bình, đạt loại I theo: “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị QCVN 01:2011/BCT” Do dự báo độ khí mê tan vào lò khai thác giai đoạn sau: Bảng 3.7 Bảng phân loại mỏ Tràng Bạch theo độ chứa khí mêtan tự nhiên TT Tên vỉa Giá trị độ chứa khí lớn (m3/TKC) Phân loại theo QCVN 01:2011/BCT Vỉa 1(36) Cánh Tây 0,0024 Loại I Vỉa 1(36) Cánh Đông 0,2855 Loại I 3Vỉa 8(43) mỏ Tràng Bạch 0,3584 Loại I Trong năm 2014 Trung tâm An tồn Mỏ Cơng ty TNHH MTV than ng Bí Vinacomin kết hợp, triển khai công tác khoan lấy mẫu than mỏ Tràng Bạch để tính tốn xác định độ chứa khí tự nhiên cho vỉa than thuộc diện sản xuất đơn vị Giá trị độ chứa khí mêtan tự nhiên cao vỉa than mỏ Tràng Bạch Cơng ty TNHH MTV than ng Bí - Vinacomin năm 2014 Vỉa 8(43) mỏ Tràng Bạch đạt 0,3584 (m3/TKC) xếp loại I theo QCVN 01:2011/BCT, cụ thể sau: 54 Hình 3.5 Biểu đồ xu hướng biến thiên - Vỉa V8(43)– khu Tràng Khê Bảng 3.8 Kết dự báo độ chứa khí mêtan - Vỉa 8(43) khu mỏ Tràng Bạch TT Chiều sâu vỉa Giá trị ĐCK m3/TKC Giá trị ĐCK năm +100 0,059 2014 +85 0,155 2014 +30/+110 0,187 2014 -100 Giá trị dự báo ĐCK m3/TKC 0,3 Chính vậy, việc dự báo độ chứa khí mêtan vỉa than Cơng ty than ng Bí - Vinacomin phạm vi báo cáo xác định kết độ chứa khí mêtan lớn khu vực vỉa 3.3 Dự báo độ thoát khí mêtan vào khu vực khai thác: Trên giới có nhiều phương pháp tính tốn dự báo độ khí, như: Phương pháp nước Tây Âu theo Shulza, Wintera; Phương pháp thống kê Liên Xô (cũ); Phương pháp c Viện Skoczynki; phương pháp dự báo độ khí vào lị chợ "mỏ thử nghiệm Barbara "(Ba Lan) Mỗi phương pháp có cách xác định khác nhau, qua nghiên cứu phương pháp ta nhận thấy phương pháp dự báo độ khí mêtan vào đường lị khai thác "mỏ thực nghiệm Barbara"(Ba Lan) 55 ưu việt phù hợp Vì phương pháp xác định nguồn gốc khí mêtan vào đường lò khai thác từ than khấu, từ mặt lộ gương lò ch ợ, từ lò chuẩn bị (lò chân lò đầu) từ vỉa lân cận Phương pháp chủ yếu dựa vào độ chứa khí mêtan tự nhiên vỉa khai thác, vỉa liền kề phạm vi có ảnh hưởng tới q trình khí vào lị chợ Các thơng số cần thiết cho đầu vào để tính dự báo độ khí cho lị khai thác gồm: Độ chứa khí mêtan vỉa khai thác (Wwe), m3/TKC Độ chứa khí mêtan vỉa vỉa khai thác (Wwg), m3/TKC Độ chứa khí mêtan vỉa vỉa khai thác (Wwd ), m3/TKC Chiều dài lò chợ (Ls), m Tiến độ lò chợ (P), m Chiều dày vỉa khai thác (me), m Chiều dày vỉa vỉa khai thác (mg), m Chiều dày vỉa vỉa khai thác (md), m Hệ số tái hấp thụ vỉa khai thác (e) 10 Tỷ trọng than vỉa khai thác (ge), t/m3 11 Tỷ trọng than vỉa vỉa khai thác (gg), t/m3 12 Tỷ trọng than vỉa vỉa khai thác (gd), t/m3 13 Hệ số tiến gương (C), m 14 Khoảng cách với vỉa vỉa khai thác (a) , m 15 Khoảng cách với vỉa vỉa khai thác (b), m 16 Hệ số phụ thuộc vào góc dốc vỉa (Gg, Gd) 17 Sản lượng khai thác, t/ng-đ 18 Chiều sâu khấu Combai (Z), m 19 Thời gian chống bước chống (t), phút 20 Lượng khí từ than khai thác lị chợ (V1), m3/phút 21 Lượng khí từ bề mặt gương lị chợ (V2) , m3/phút 22 Lượng khí thoát từ vỉa vỉa khai thác (V3,5), m3/phút 23 Lượng khí từ vỉa vỉa khai thác (V4,6), m3/phút 56 24 Tổng lượng khí mêtan (Vm), m3/phút 25 Tổng lượng khí tính theo hệ số tiến gương (Vmr), m3/phút 26 Lượng khí từ khu vực khai thác (V 7) , m3/phút 27 Độ khí mêtan tuyệt đối vào mơi trường lị chợ (Vme), m3/phút */ Đối với mỏ Tràng Bạch phối hợp với trung tâm an toàn mỏ - viện khoa học cơng nghệ mỏ áp dụng phương pháp để tính tốn dự đốn độ khí cho mỏ Tràng Bạch 3.4 Phân loại mỏ theo độ chứa khí mêtan Căn để phân loại mỏ theo khí mêtan quy định “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị QCVN 01:2011/BCT”, theo hàng năm tất mỏ hầm lị phải đánh giá, xếp loại mỏ theo khí mêtan (Điều 14) Cơ sở để xếp loại mỏ giá trị độ khí tương đối khu vực khai thác mỏ độ chứa khí mêtan tự nhiên vỉa than (Điều 51) Xác định theo độ chứa khí mêtan tự nhiên: áp dụng cho mỏ chưa đưa vào khai thác, khu vực đào lò chuẩn bị sản xuất Việc xếp loại mỏ theo độ chứa khí mêtan tự nhiên thực cho vỉa vào độ chứa khí mêtan tự nhiên xác định xác đ ịnh vỉa Xác định theo độ khí tương đối bổ sung thêm độ chứa khí mêtan tự nhiên để so sánh xếp loại mỏ theo mức độ nguy hiểm nhất: áp dụng mỏ có khu vực mức khai thác mức sâu đào lò chuẩn bị khai thác năm Trong diện tích thăm dị mỏ Tràng Bạch đến mức sâu -350m xác nhận có đới khí phong hố đới khí Mêtan Ranh giới bề mặt đới khí Mêtan chưa xác định rõ ràng số lượng mẫu phân bố khơng theo diện chiều sâu Căn vào quy định phân loại mỏ theo cấp khí (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị QCVN 01:2011/BCT Ban hành kèm theo Thông tư số 03/2011/TT-BCT ngày 15 tháng 02 năm 2011 Bộ Công Thương Văn số 2201/BCT-ATMT ngày 17 tháng năm 2009 Bộ Công Thương việc đồng ý bổ sung xếp loại mỏ theo độ chứa khí tự nhiên), kết xác định độ chứa khí tự nhiên (CH4) vỉa than, biến đổi độ chứa khí tự nhiên theo độ sâu, dự báo xếp nhóm mỏ theo cấp khí mỏ Tràng Bạch theo mức sâu khai thác sau: Qua kết tính tốn mẫu khí định lượng xác đ ịnh độ chứa khí tự nhiên khối cháy khí Mêtan trung bình 0,51 cm3/gkc, cao 3,67 cm3/gkc (LK.TB68V.8(43)) Hàm lượng khí Mêtan trung bình 12,4%, cao 81,41% (LK.TB68V.8(43)) 57 Căn vào tài liệu địa chất mỏ theo Quyết định số 1541/QĐ-BCT ngày 25 tháng 02 năm 2015 Bộ Công Thương việc xếp loại mỏ theo khí Mêtan năm 2015 mỏ Tràng Bạch tầng từ +30-150 xếp loại mỏ loại II độ khí mê tan “Dự án mở rộng nâng công suất khu Tràng Khê, Hồng Thái (mỏ Tràng Bạch) - Cơng ty than ng Bí” 3.5 Nghiên cứu đề xuất giải pháp đảm bảo an toàn khai thác xuống sâu 3.5.1 Hiện trạng cách đề phịng, khắc phục cháy nổ khí áp dụng mỏ Tràng Bạch Do than vỉa 24(59) vỉa 12(47) mỏ Tràng Bạch có tính tự cháy, để đề phòng cháy ngoại sinh dùng biện pháp sau: - Trên đường lò, phía chân đầu lị chợ đặt bình chữa cháy xách tay, vị trí khơng Ngồi đường lị, cách 150200m đạt thùng cát với dụng cụ như: xẻng, xô để chuyển cát dập lửa có cố cháy - Trên lị dọc vỉa vận tải thơng gió bố trí khung cửa chắn cách ly với vật liệu (gạch, cát) đủ để xây bịt tường chắn - Các đường lị nối thơng với khu vực khai thác đư ờng lị khác khơng cịn sử dụng phải bịt kín (xây tường cách ly) ngăn khí độc ngồi - Liên tục kiểm tra (tự động thủ công) để phát sớm dấu hiệu than tự cháy máy chuyên dùng, máy đo khí đa (tìm dấu vết khí CO) - Bố trí hệ thống đường ống cung cấp nước cứu hoả lị, nư ớc có áp lấy từ hệ thống bể chứa 200m3 mặt - Tại nơi đặt thiết bị điện cần chống lò thép, vật liệu khó cháy, thiết bị lị thiết bị phòng nổ cho mỏ thuộc loại I đến loại II tầng -150  +30 loại III tầng -350  -150 khí nổ mêtan - Ở sân ga mức -150 đường lị xun vỉa thơng gió +30 trang bị đường nước cứu hoả để có khả nhanh chóng dập tắt đám cháy - Ở trạm quạt gió phải thiết kế hệ thống đảo chiều gió hầm lị phải có phương án thủ tiêu cố xảy cháy vị trí 3.5.2 Các giải pháp đảm bảo an tồn khai thác xuống sâu 3.5.2.1 Phương pháp thơng gió tích cực q trình đào lị khai thác Tăng cường thơng gió hịa lỗng khí có hại mỏ: Thơng gió khâu quan trọng cơng tác phịng chống cháy nổ khí, nói ta 58 thơng gió tốt mỏ hầm lị việc xảy cháy nổ khí khơng xảy Từ khâu tính tốn chọn quạt đảm bảo lưu lượng, cơng trình thơng gió, điều tiết gió đảm bảo, hộ tiêu thụ gió ln đủ điều kiện khí hậu… Đối với mỏ Tràng Bạch cần tích cực tăng cường thơng gió khu vực khai thác, đặc biệt gương lị đào có chiều dài lớn khu khai thác vỉa 24 vỉa 47 (lò chợ vỉa xuất nồng độ khí mê tan tăng đột biến) Đảm bảo tốt chế độ thơng gió Áp dụng phương pháp thơng gió hút, có đủ quạt dự phịng Kiểm tra, đo nồng độ khí, tốc độ gió đường lị theo quy phạm an tồn q trình khai thác thời gian xây dựng 3.5.2.2 Phương pháp sử dụng hệ thống giám sát tập trung khí mỏ Nhận thức tầm quan trọng công tác an tồn cho người lao động khai thác hầm lị, cơng tác kiểm sốt nồng độ loại khí độc, khí cháy nổ Đối với mỏ Tràng Bạch sử dụng hệ thống Tự động hoá – VIELINA Công ty TNHH phát triển công nghệ Điện tử, Tự động hố (tiền thân Trung tâm Điện tử cơng nghiệp) thuộc Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hoá – VIELINA Việt Nam nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công lắp đặt với mục đích nâng cao tính an tồn hiệu lao động khai thác hầm lò - Giới thiệu khái quát hệ thống tự động giám sát khí Mêtan tập trung: Hệ thống đầy đủ gồm nhiều cấp: Cấp khu vực ( Còn gọi đầu đo ), cấp phân xưởng ( gọi trạm khu vực ), cấp Cơng ty hay Tổng Cơng ty (cịn gọi trạm chủ ) Hệ thống đầy đủ quản lý đư ợc hàng trăm điểm đo Cấp điều khiển lớp quản lý thông số đầu đo Q trình điều khiển thơng suốt từ xuống dưới: tức điều khiển cấu chấp hành khai trường thực từ đầu đo, trạm khu vực từ trung tâm điều khiển cấp Công ty */ Ưu điểm hệ thống: Hệ thống tự động giám sát khí Mêtan tập trung hệ thống phục vụ an toàn lao động hầm lị đáng tin cậy có tính tương đối đầy đủ, đa dạng dễ vận hành sử dụng Đầu đo VIELINA – CH4 thu nhận kết đo xác, tính đa dạng, đầy đủ, hiệu chỉnh hay thay đổi tham số chỗ Bộ nhớ chương trình c trạm điều khiển trung tâm lớn, lưu trữ khối lượng lớn liệu Thời gian cập nhật liệu tương đối nhanh 59 Phần mềm quản lý giám sát đại, thông minh.Giao diện gần gũi thân thiện thuận tiện cho người sử dụng Hệ thống quản lý đư ợc nhiều điểm đo (có thể tới hàng trăm điểm đo ) Hệ thống có tính mở nên dễ dàng thêm bớt chức thiết bị Ngoài hệ thống dễ dàng kết nối vào mạng quốc gia Internet Giá thành rẻ nhiều so với hệ thống nước ngồi Dễ triển khai, thi cơng lắp đặt Đặc biệt dịch vụ chăm sóc khách hàng hoàn hảo, bảo hành sửa chữa đáp ứng nhanh, kịp thời với đội ngũ cán b ộ kỹ thuật giàu chuyên môn 3.5.2.3 Phương pháp tăng cường thiết bị cảnh báo cầm tay Máy đo khí mêtan cầm tay dùng để xác định nhanh hàm lượng khí mêtan có bầu khơng khí mỏ Đây phương tiện cần thiết để phòng ngừa nguy hiểm cháy nổ khí mêtan Quy phạm Kỹ thuật an tồn quy đ ịnh việc đo khí phải tiến hành thường xuyên vị trí sản xuất ca Tuy nhiên, để nâng cao hiệu công tác đo khí, người cán cơng nhân giao nhiệm vụ đo khí phải ln nêu cao ý thức tự giác, nghiệm túc cơng việc Máy đo khí mêtan cầm tay sử dụng Việt Nam hầu hết đầu hoạt động nguyên lý giao thoa quang học đốt xúc tác, ngồi có số máy đại sử dụng tia hồng ngoại Các máy này, sau thời gian hoạt động có sai số định, cần phải hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo độ tin cậy số liệu đo 3.5.2.4 Phương pháp áp dụng hệ thống quan trắc cục 60 Thiết bị đo khí mê tan CH4 thiết bị tự động cảnh báo khí cháy sử dụng vị trí có nguy cao gương lò độc đạo, gương lò ch ợ, lị gió thải…Thơng báo nồng độ khí thị số mặt thiết bị, tín hiệu âm chỗ truyền tín hiệu lên mặt Khi hàm lượng khí điểm đo vượt ngưỡng giới hạn đặt (theo quy chuẩn ) hệ thống cục gửi tín hiệu cắt điện tới áp tơ mát khu vực Đây hệ thống áp dụng cho mỏ có vỉa than khơng tập trung có quy mơ sản xuất khơng cao Hệ thống cục thiết cần áp dụng, đặc biệt khu khai thác thuộc vỉa 24 vỉa 12 3.5.2.5 Phương pháp khoan tháo khí trước khai thác: Áp dụng khoan tiến gương: Tại vỉa than có nguy xì khí, khí bất ngờ (dựa vào tài liệu địa chất kết xác định độ chứa khí) cần thiết phải khoan tiến gương thăm dò, áp dụng khoan thăm dò để phịng ngừa khí túi khí ngồi phịng chống bục nước mỏ Tuy nhiên để đảm bảo an toàn trước khai thác, cần thiết phải khoan tiến gương tất gương lò đào than (cả lò chợ lò chuẩn bị) 3.5.2.6 Phương pháp lắp đặt sử dụng thiết bị hút khí mêtan: Được sử dụng mỏ Tràng Bạch để hút khí độc đường lị, vị trí có khí tích tụ khí Tiến hành lắp đặt thiết bị hút khí, sau hình ảnh tổng quan thiết bị hút khí: 61 */ Nguyên lý hoạt động sau: 3.6 Nhận xét Qua nghiên cứu mức khác nhau: mức +30/ Lộ vỉa, mức -150/ +30 dự báo độ chứa khí, độ khí mê tan mức -350/-150, thân tác giả cộng tác viên nhận thấy hàm xu hướng biến thiên độ chứa khí mỏ Tràng Bạch Cơng ty than ng 62 Bí tăng theo chiều sâu Do tiểm ẩn nhiều nguy an toàn khai thác vỉa than mức sâu mỏ than Tràng Bạch, đặc biệt cháy nổ khí mêtan mỏ, ngạt khí độc… luận văn tác giả xin phép đề xuất đưa biện pháp để khắc phục loại trừ dần thảm họa 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ nội dung trình bày ch ương luận văn rút kết luận sau: Đối với ngành khai thác than nói chung, đặc biệt khai thác hầm lị nói riêng khí độc sinh q trình khai thác mối hiểm họa, gây th iệt hại người thiết bị cần phải nâng cao nhận thức có đối sách để phịng tránh biện pháp hữu hiệu công tác an tồn Khí mêtan chất khí nguy hiểm mỏ than hầm lò Lịch sử ngành khai thác than hầm lò th ế giới nhiều năm qua chứng kiến hiểm hoạ khí mêtan gây ng ười Độ chứa khí mêtan nhìn chung tăng dần theo chiều sâu (Từ mức lộ vỉa mức -350) thay đổi theo khu vực Độ chứa khí mêtan có xu h ướng tăng theo chiều sâu khai thác, mức độ tăng nhiều tùy theo khu vực khác Trong vỉa độ chứa khí biến động mạnh theo ph ương vỉa cụ thể - Giá trị trung bình mức +100 giá trị độ chứa khí 0,0593 m3/tấn -khối cháy - Giá trị trung bình mức +85 giá t rị độ chứa khí 0,155 m3/tấn -khối cháy - Giá trị trung bình mức +30 giá trị độ chứa khí 0,187 m3/tấn -khối cháy - Giá trị trung bình mức -100 giá trị độ chứa khí 0,3 m3/tấn-khối cháy KIẾN NGHỊ Phải tiến hành xác định độ chứa khí hàng năm nhanh chóng triển khai việc xây dựng sở liệu độ chứa khí mêtan tất vỉa than mỏ Phải trang bị thiết bị đo khí cầm tay cho tất cơng tr ường, đội thợ cán kiểm tra công tr ường Sử dụng thiết bị cảnh báo khí khu vực khai thác độc lập chưa lắp đặt hệ thống cảnh báo khí tập trung Triển khai lắp đặt hệ thống cảnh báo khí tự động cho tất khu vực khai thác Khi độ chứa khí khí vỉa than q cao kiến nghị Tập đồn Tập đồn Cơng nghiệp Than & Khống Sản Việt Nam; Cơng ty than ng Bí sớm nghiên cứu, đầu tư lắp đặt hệ thống tháo khí để đảm bảo q trình khai thác 64 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Công Thương (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị, QCVN 01: 2011/BCT Trần Tú Ba (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố mỏ - địa chất công nghệ đến độ khí mêtan tương đối số lò chợ dài khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật Công ty tư vấn mỏ (2010), Dự án Đầu tư mở rộng nâng công suất khu Tràng Khê, Hồng Thái (mỏ Tràng Bạch) Đề tài T14-25 (2014), Nghiên cứu chế độ chứa khí, khí mê tan độ sâu khai thác khác đề xuất giải pháp phịng ngừa mối nguy hiểm cháy nổ khí số mỏ than hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh Phùng Mạnh Đắc, Trần Tú Ba, Báo cáo tổng kết Dự án: Quy hoạch tổng thể phân loại mỏ theo cấp khí nổ để phát triển ngành than vùng Quảng Ninh đến năm 2010, Bộ Công Nghiệp Trần Xuân Hà, Lê Văn Thao (1994) Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu xếp loại mỏ theo mức độ an tồn cháy nổ khí mêtan Nguyễn Minh Phiên (2009), Nghiên cứu quy luật phân bố độ chứa khí mêtan vỉa than vùng than Quảng Ninh đề xuất giải pháp cảnh báo hiểm hoạ nổ khí mêtan, Luận văn Thạc sĩ ... đo khí, phân tích độ chứa khí độ khí mức khai thác khu Tràng Bạch qua năm khai thác - Dự đoán độ khí khai thác than mức -150 - Đề suất giải pháp đảm bảo an toàn khai thác xuống sâu mỏ Tràng Bạch. .. BÁO ĐỘ CHỨA KHÍ VÀ THỐT KHÍ MÊ TAN MỎ TRÀNG BẠCH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU 3.1 Kế hoạch khai thác xuống sâu mỏ than Tràng Bạch - Công tác khai thông mở vỉa: Để khai. .. hoạch khai thác xuống sâu mỏ than Tràng Bạch 45 3.2 Dự báo độ chứa khí mêtan than xuống sâu mỏ Tràng Bạch 47 3.3 Dự báo độ khí mêtan vào khu vực khai thác: 54 3.4 Phân loại mỏ theo độ chứa