Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa và chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than tràng bạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT HOÀNG VĂN LÊ HOÀN THIỆN SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ CHO MỎ THAN TRÀNG BẠCH Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐỖ MẠNH PHONG HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày … tháng … năm 2014 Tác giả luận văn Hồng Văn Lê MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa…………………………………………………… Lời cam đoan …………………………………………………… Mục lục ………………………………………………………… Danh mục từ viết tắt………………………………………… Danh mục hình vẽ ………………………………………… Danh mục bảng……………………………………………… MỞ ĐẦU………………………………………………………… 10 CHƯƠNG - ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI KHU MỎ VÀ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SÀNG MỎ THAN TRÀNG BẠCH …………… 14 1.1 Điều kiện địa chất mỏ………………………………………… 14 1.1.1 Vị trí địa lí điều kiện kinh tế - xã hội…………………… 14 1.1.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất………………………………… 17 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo vỉa than.…………………………… 19 1.1.4 Phẩm chất than…………………………………………… 22 1.1.5 Đặc điểm địa chất thuỷ văn, địa chất công trình…………… 23 1.1.6 Đặc điểm khí mỏ………………………………………… 26 1.1.7 Chất lượng than…………………………………………… 28 1.1.8 Trữ lượng mỏ……………………………………………… 28 1.2 Nhận xét đánh giá………………………………………… 29 CHƯƠNG - PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ CỦA MỎ THAN TRÀNG BẠCH ……… 31 2.1 Hiện trạng sơ đồ mở vỉa chuẩn bị cho khu mỏ Tràng Bạch theo thiết kế duyệt từ mức +30 đến -150………………………… 31 2.1.1 Khái quát chung…………………………………………… 31 2.1.2 Hiện trạng khai trường…………………………………… 31 2.1.3 Tài nguyên, trữ lượng khai trường………………………… 31 2.1.3.1 Trữ lượng địa chất……………………………………… 31 2.1.3.2 Trữ lượng địa chất huy động…………………………… 32 2.1.3.3 Trữ lượng công nghiệp…………………………………… 32 2.1.4 Công suất thiết kế tuổi thọ mỏ………………………… 33 2.1.4.1 Công suất thiết kế………………………………………… 33 2.1.4.2 Tuổi thọ mỏ……………………………………………… 33 2.1.5 Hiện trạng sơ đồ mở vỉa chuẩn bị theo dự án xuống sâu mỏ than Tràng Bạch……………………………………………… 33 2.1.5.1 Mặt sân công nghiệp……………………………… 34 2.1.5.2 Sơ đồ mở vỉa……………………………………………… 35 2.1.5.3 Thứ tự đào lò…………………………………………… 35 2.1.5.4 Chuẩn bị ruộng mỏ……………………………………… 38 2.1.6 Vận tải lò…………………………………………… 42 2.1.6.1 Cách thức vận tải………………………………………… 42 2.1.6.2 Vận tải than máng cào băng tải………………… 42 2.1.6.3 Vận tải thiết bị, vật liệu………………………………… 43 2.1.6.4 Vận tải đất đá thải………………………………………… 43 2.1.6.5 Vận tải người…………………………………………… 43 2.1.7 Thơng gió mỏ……………………………………………… 43 2.1.7.1 Cấp khí mỏ……………………………………………… 44 2.1.7.2 Phương pháp thơng gió………………………………… 44 2.1.8 Thốt nước mỏ…………………………………………… 46 2.2 Phân tích, đánh giá sơ đồ mở vỉa chuẩn bị mỏ than Tràng Bạch……………………………………………………………………… 46 2.2.1 Phân tích đánh giá sơ đồ mở vỉa………………………… 47 2.2.2 Phân tích đánh giá sơ đồ chuẩn bị……………………… 50 2.2.3 Nhận xét …………………………………………………… 53 CHƯƠNG - HOÀN THIỆN SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ CHO MỎ THAN TRÀNG BẠCH…………………… 55 3.1 Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa……………………………………… 55 3.1.1 Nguyên tắc chung………………………………………… 55 3.1.2 Giải pháp mở vỉa khai trường……………………………… 56 3.1.2.1 Sơ đồ mở vỉa, thứ tự đào lò……………………………… 56 3.1.2.2 Vận tải, thơng gió nước………………………… 58 3.2 Xác định khoảng cách đường lò dọc vỉa chuẩn bị đá đến vỉa than …………………………………………………………… 59 3.3 Hoàn thiện sơ đồ chuẩn bị…………………………………… 61 3.3.1 Nguyên tắc chung………………………………………… 61 3.3.2 Giải pháp hoàn thiện sơ đồ chuẩn bị……………………… 61 3.4 Đánh giá hiệu kinh tế-kỹ thuật………………………… 64 3.4.1 Hiệu kỹ thuật………………………………………… 64 3.4.2 Hiệu kinh tế…………………………………………… 67 3.4.2.1 Chi phí xây dựng bản………………………………… 67 3.4.2.2 Chi phí bảo vệ lị…………………………………… 69 3.4.2.3 Chi phí vận tải…………………………………………… 70 3.4.2.4 Tổn thất than để lại trụ bảo vệ………………………… 72 3.4.3 Đánh giá hiệu quả………………………………………… 75 3.5 Dự kiến công nghệ khai thác áp dụng mỏ than Tràng Bạch-Công ty than Uông Bí…………………………………………… 76 3.5.1 Đặc điểm vỉa than khai thác…………………………… 76 3.5.1.1 Mức độ biến đổi chiều dầy……………………………… 76 3.5.1.2 Trữ lượng theo góc dốc………………………………… 77 3.5.1.3 Kiến tạo đứt gãy……………………………………… 77 3.5.2 Lựa chọn hệ thống khai thác……………………………… 78 3.5.2.1 Hệ thống khai thác thác lò chợ giới hóa đồng bộ…… 78 3.5.2.2 Hệ thống khai thác lị chợ giới hóa 2ANSH………… 79 3.5.2.3 Hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng chống giữ giá thủy lực gi động ……………………………………………… 79 3.5.2.4 Hệ thống khai thác lò chợ bậc chân khay chống giữ cột thủy lực đơn………………………………………………………… 79 3.5.2.5 Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phần tầng ………………… 80 3.5.2.6 Hệ thống khai thác chống giữ cột thủy lực đơn…… 80 KẾT LUẬN …………………………………………………………… 81 Danh mục công trình tác giả …………………………………… 83 Tài liệu tham khảo …………………………………………………… 84 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DAĐT Dự án đầu tư TKKT Thiết kế kỹ thuật XV Xun vỉa V/v Về việc GNTG Giếng nghiêng thơng gió GNC Giếng nghiêng GNP Giếng nghiêng phụ CGH Cơ giới hố LK Lỗ khoan TDTM Thăm dị tỉ mỉ TDT Tổng dự toán DVVT Dọc vỉa vận tải DVTG Dọc vỉa thơng gió LV Lộ vỉa XDCB Xây dựng LC Lò chợ HTKT Hệ thống khai thác TLĐ Thuỷ lực đơn TLDĐ Thuỷ lực di động TDBS Thăm dị bổ sung CRG Cửa rãnh gió DANH MỤC CÁC BẢN VẼ STT Tên vẽ Trang BVTK: 2-01 Sơ đồ khai thông mức +30 35a BVTK: 2-02 Sơ đồ khai thông mức -150 35b BVTK: 2-03 Mặt cắt qua tuyến giếng chính, phụ mặt cắt C-C (khu Đông Nam) 35c BVTK: 3-01 Sơ đồ khai thông mức +30 56a BVTK: 3-02 Sơ đồ khai thông mức -60 56b BVTK: 3-03 Sơ đồ khai thông mức -150 56c Mặt cắt qua tuyến giếng chính, phụ mặt cắt C-C (khu Đông Nam) 56d BVTK: 3-05 Hệ thống khai thác lị chợ giới hóa đồng 80a BVTK: 3-04 BVTK: 3-06 Hệ thống khai thác giới hoá tổ hợp giàn 2ANSH 80b BVTK: 3-07 Hệ thống khai thác lò chợ ngang nghiêng chống giá thuỷ lực di động 80c BVTK: 3-08 Hệ thống khai thác bậc chân khay chống giữ cột thuỷ lực đơn 80d BVTK: 3-9 Hệ thống khai thác dọc vỉa phân tầng 80e BVTK: 3-10 Hệ thống khai thác cột dài theo phương chống giữ cột thủy lực đơn 80f DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Tên danh mục bảng biểu Trang Bảng 1.1 Các điểm mốc toạ độ mỏ than Tràng Bạch 15 Bảng 1.2 Bảng tổng hợp đặc điểm đứt gãy mỏ 18 Bảng 1.3 Bảng đặc điểm cấu tạo vỉa than 20 Bảng 1.4 Tính chất lý đá loại nham thạch 26 Bảng 1.5 Chi tiết tài nguyên trữ lượng địa chất theo tầng cấp trữ lượng ranh giới khai trường 29 Bảng 2.1 Bảng trữ lượng than địa chất 32 Bảng 2.2 Khối lượng đường lò khai thông XDCB 38 Bảng 2.3 Khối lượng đường lò chuẩn bị XDCB 41 Bảng 3.1 Khối lượng đường lị khai thơng XDCB theo phương án hồn thiện 57 Bảng 3.2 Khối lượng đường lò chuẩn bị XDCB theo phương án hoàn thiện 63 Bảng 3.3 Bảng tiêu so sánh tiêu chí kỹ thuật phương án 64 Bảng 3.4 Chia tầng khai thác 65 Bảng 3.5 Bảng chi phí XDCB theo phương án dự án 68 Bảng 3.6 Bảng chi phí XDCB theo phương án hồn thiện 68 Bảng 3.7 Bảng chi phí bảo vệ theo phương án dự án 69 Bảng 3.8 Bảng chi phí bảo vệ theo phương án hoàn thiện 70 Bảng 3.9 Bảng chi phí vận tải theo phương án dự án 71 Bảng 3.10 Bảng chi phí vận tải theo phương án hoàn thiện 71 Bảng 3.11 Bảng khối lượng tổn thất than để lại trụ bảo vệ cặp thượng vỉa 73 Bảng 3.12 Bảng so sánh tổng hợp 02 phương án 74 10 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Theo quy hoạch phát triển nghành than Việt Nam đến năm 2020 có xét triển vọng đến năm 2030 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt định số 60/QĐ-TTg ngày 09 tháng 01 năm 2012, mỏ than Tràng Bạch tham gia sản lượng vào năm 2014 1,2 triệu than nguyên khai Hiện mỏ than Tràng Bạch triển khai theo DAĐT mở rộng nâng công suất khu Tràng Khê, Hồng Thái (mỏ Tràng Bạch)-Công ty than ng Bí-TKV tầng từ +30÷-150, Trong q trình thi cơng đường lị xây dựng bản, kết hợp với tài liệu thăm dị bổ sung cho thấy có biến động tài liệu địa chất lý đá trụ, vách vỉa Do tiến độ thi cơng khơng theo dự án duyệt Chính cần thiết phải điều cho phù hợp Vì việc nghiên cứu hoàn thiện sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than Tràng Bạch cần thiết cấp bách, nhằm đảm bảo tiến độ đào lò than Hiện nay, việc khai thác than phương pháp lộ thiên ngày khó khăn diện sản xuất, hệ số bóc tăng cao, giá thành sản xuất lớn,… theo sản lượng khai thác than phương pháp lộ thiên năm tới giảm đáng kể theo QH60 năm 2015: 20,31 triệu tấn; năm 2020: 17,27 triệu tấn; năm 2025: 10,25 triệu năm 2030: 7,80 triệu Để đáp ứng nhu cầu lượng kinh tế quốc dân hoàn thành kế hoạch đặt ra, cần thiết phải tăng suất khai thác mỏ than hầm lị Việc tăng sản lượng có nghĩa mở rộng sản xuất tập trung khai thác phần trữ lượng nằm sâu mỏ Khi khác thác than hầm lị, có nhiều khâu cần giải mở vỉa, chuẩn bị, lựa chọn hệ thống cơng nghệ khai thác, nước, vận tải, cung cấp điện Một yếu tố ảnh hưởng đến tiêu kinh tế, kỹ thuật, trực tiếp định suất tuổi thọ mỏ phương án mở vỉa 70 TT Tên đường lò Đào Đường lò chuẩn bị Than Chiều dài, L (m) Thời gian tồn (năm) Đơn giá 106 (Kbv) (đ/mnăm) 15295 15 0.03 Tổng cộng Tổng 106 (đ) 6882,8 10 523,7 Bảng 3.8: Bảng chi phí bảo bệ theo phương án hồn thiện TT Tên đường lị Đào Chiều dài, L (m) Thời gian tồn (năm) Đơn giá 106 (Kbv) (đ/mnăm) Tổng 106 (đ) Giếng nghiêng Đá 815 21 0.035 599,0 Giếng nghiêng phụ Đá 460 21 0.035 338,1 Sân ga mức -60 Đá 2079 10 0.015 311,9 Sân ga mức -150 Đá 2301 21 0.013 628,2 Đường lò khai thông mức -60 Đá 3684 10 0.013 478,9 Đường lị khai thơng mức -150 Đá 4458 21 0.013 217,0 Đường lò chuẩn bị mức Than 10269 15 0.03 621,1 Tổng cộng 194,2 3.4.2.3 Chi phí vận tải Áp dụng công thức: Cvt = Q i Li Ti Kvt,đ Trong Q i - Lượng than vận chuyển qua đường lò năm Q i = 1200.000(T/năm) 71 Li - Chiều dài vận chuyển qua đường lò Ti - Thời gian vận chuyển đường lò: Ti K vt- Đơn giá vận chuyển than qua km đường lị (đ/km) Các giá trị tính tốn thể bảng: Bảng 3.9: Bảng chi phí vận tải theo phương án theo dự án Qi.10 (T/năm) Chiều dài, L (m) TT Tên đường lò Thời gian (K bv103) Tổng tồn (đ/m-km) 109 (đ) (năm) Giếng nghiêng 1.2 0,815 21 82,2 Giếng nghiêng phụ 1.2 0,460 21 46,4 Sân ga mức -150 1.2 2,563 21 193,8 Đường lị khai thơng mức +30 1.2 3,287 15 2.2 130,2 Đường lò khai thông mức -150 1.2 4,599 21 2.2 255,0 Đường lò chuẩn bị 1.2 15,295 15 1.8 495,6 Tổng cộng 1203,0 Bảng 3.10: Bảng chi phí vận tải theo phương án hoàn thiện Chiều Qi.10 dài, (T/năm) L (km) TT Tên đường lò Thời gian tồn (năm) (K bv103) (đ/mkm) Tổng 109 (đ) Giếng nghiêng chính4 1.2 0,815 21 82,2 Giếng nghiêng phụ 1.2 0,460 21 46,4 Sân ga mức -60 1.2 2,079 10 74,8 72 Chiều Qi.10 dài, (T/năm) L (km) TT Tên đường lò Sân ga mức -150 Thời gian tồn (năm) (K bv103) (đ/mkm) Tổng 109 (đ) 1.2 2,301 21 174,0 1.2 3,684 10 2.2 97,3 1.2 4,458 21 2.2 247,2 1.2 10,269 15 1.8 332,7 Đường lị khai thơng mức -60 Đường lị khai thơng mức -150 Đường lị chuẩn bị mức Tổng cộng 054,4 3.4.2.4 Tổn thất than để lại trụ bảo vệ + Chiều rộng trụ than bảo vệ thượng vận tải cho hệ thống khai thác lị cắt tính theo cơng thức Protodiaconov sau: Sr  Cos 2a  H k f (m) Trong đó: - : Góc dốc trung bình vỉa than,  = 400 - 2a: Chiều dài theo hướng dốc phạm vi khấu than phía trụ bảo vệ 2a = 400m - H: Chiều sâu khai thác: H =90m - k: Hệ số kể đến độ cứng đất đá than, k =1.25 - f: Hệ số kiên cố đất đá; f=7 Thay vào ta được: Sr = 13,73 (lấy tròn 14m) Theo kinh nghiệm tính chiều rộng trụ bảo vệ ta thường để lại từ 1015m trụ bảo vệ tùy thuộc vào điều kiện địa chất khu mỏ thượng 73 Dựa vào điều kiện địa chất mỏ Tràng Bạch ta lấy chiều rộng trụ than bảo vệ thượng thuộc vỉa 14m + Tính tổn thất than để lại trụ bảo vệ thượng thuộc vỉa khu Tràng Khê, Hồng Thái mỏ than Tràng Bạch (tính theo trung bình): Ttb = Stt d M 1/Cos (3-1) Trong đó: Diện tích tổn thất: Stt = Sr L L – Chiều dài thượng L = H/Sin (H chiều cao tầng khai thác) d – Tỷ trọng than: d = 1.73 g/Cm3 M – Chiều dày trung bình vỉa than: – Góc dốc trung bình vỉa than: Đối với phương án giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa tầng tổn thất than để lại trụ bảo vệ đường lị xun vỉa gần khơng có Còn phương án giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa mức tổn thất than trung bình để lại trụ bảo vệ thượng xem bảng 3-11 Bảng 3.11 Bảng khối lượng tổn thất than để lại trụ bảo vệ cặp thượng thượng vỉa Tên vỉa 24 14 d L=H/Sin (tấn/m3) (m) 180/Sin400 1,73 M(m) 1/Cos 1,91 1/Cos400 Tổng (tấn) 16 911 18 14 180/Sin400 1,73 1,35 1/Cos400 11 953 16 14 180/Sin390 1,73 1,31 1/Cos390 11 677 12 14 180/Sin400 1,73 1,98 1/Cos400 17 530 11 14 180/Sin380 1,73 2,46 1/Cos380 22 330 10 14 180/Sin400 1,73 2,25 1/Cos400 19 921 9b 14 180/Sin420 1,73 2,03 1/Cos420 17 797 14 1,64 16 611 STT Sr 180/Sin41 1,73 1/Cos41 74 Tên vỉa 14 d L=H/Sin (tấn/m3) (m) 180/Sin400 1,73 10 14 180/Sin410 11 14 180/Sin390 STT Sr M(m) 1/Cos 2,03 1/Cos400 Tổng (tấn) 17 973 1,73 1,86 1/Cos410 18 840 1,73 1,78 1/Cos390 15 760 Tổng cộng 187 303 Do khối lượng tổn thất than hệ thống khai thác, lò dọc vỉa…của phương án tương đương Nên ta so sánh tổn thất than để lại trụ bảo vệ thượng phương án theo dự án tổn thất than để lại trụ bảo vệ lò xuyên vỉa phương án hoàn thiện Qua bảng khối lượng tổn thất than phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lị xun vỉa mức ta thấy khối lượng tổn thất than tính riêng cho thượng 187 303 Trong phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa tầng khối lượng tổn thất than để lại trụ bảo vệ lò xuyên vỉa gần khơng có Vì ta khẳng định phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp xuyên vỉa tầng có lượng tổn thất than để lại trụ bảo vệ thấp phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lò xuyên vỉa mức Bảng 3.12 Bảng so sánh tổng hợp phương án STT Các tiêu Chi phí xây dựng Chi phí bảo vệ lị Chi phí vận tải Tổng Tổng cộng Phương án theo dự án C1(109đ) Phương án hoàn thiện (109đ) 1.217,0200 1.154,690 10,5237 8,194 1.203,000 1.054,440 2.430,5437 2.217,330 100% 91,228% Như mặt hiệu kinh tế phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp với lị xun vỉa tầng có lợi hơn, tổng chi phí 75 91,228% (tương đương 213,19x109đồng) so với phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức 3.4.3 Đánh giá hiệu Qua kết so sánh ta thấy rõ ràng mặt kỹ thuật phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp với xuyên vỉa tầng có ưu điểm tổ chức thi cơng đơn giản Có thể áp dụng giới hóa tốt, cơng tác vận tải thơng gió nước đơn giản, thời gian bước vào sản xuất nhanh, tổn thất than nhỏ Đối với phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lị xun vỉa mức: Cơng tác tổ chức thi cơng khó khăn, lực vận tải Mặt khác trình độ kỹ thuật nước ta phương án sử dụng giếng nghiêng kết hợp lị xun vỉa tầng có nhiều ưu điểm phù hợp với đặc điểm khoáng sàng trạng kỹ thuật Với phương án hoàn thiện đề án khơng tính chi phí khai thơng mức +30 theo thiết kế duyệt, đề án tận dụng mức +30 để thơng gió khai thác xuống mức +30  -150, giảm mét lò mức +30, theo chi phí đào lị xun vỉa giảm theo giảm chi phí bảo vệ lị mà đảm bảo yếu tố kỹ thuật Qua so sánh kinh tế hai phương án ta thấy tổng chi phi phương án hoàn (mở vỉa giếng nghiêng kết hợp xun vỉa tầng) có tổng chi phí nhỏ 8,77% so với phương án theo thiết kế phê duyệt dự án Tóm lại: Với việc hồn thiện sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than Tràng Bạch trình bày cho thấy việc lựa chọn phương án mở vỉa cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng hoàn toàn hợp lý mặt kỹ thuật mặt kinh tế, xã hội tạo công ăn việc làm cho người lao động 76 3.5 Dự kiến công nghệ khai thác áp dụng mỏ than Tràng Bạch-Công ty than Uông Bí 3.5.1 Đặc điểm vỉa than khai thác Trong pham vi khu vực thiết kế, đối tượng khai thác vỉa V24(59), V18(53), V16(51), V12(47), V11(46), V10(45), V9b(44b), V9(44), V8(34), V7(42), V6(41), V5a(40a), V5(40), V4(39), V3(38), V1T(36a), V1(36), V1B(35), V1CV(34), V1C(33), V1CT(32), V1D(31), V1D(30) Các vỉa than có chiều dày mỏng đến trung bình, phía Bắc phía Đơng, vỉa than có xu hướng mỏng dần đến vát vỉa, cấu tạo phức tạp, chiều dày vỉa thay đổi từ 0,09m [V.9B(44b)] đến 20,37m [V1B(35)], thường ổn định, bị vát mỏng theo đường phương, hướng dốc Trong vỉa có từ [V.4(39)] đến 14;19 [V.9b(44b) lớp kẹp Những lớp kẹp gây khó khăn khai thác vỉa có chiều dày lớn Các vỉa than dốc, phía Tây khống sàng vỉa thường dốc 400, phía Đơng vỉa than thoải dần, chiều dày vỉa thường mỏng, không ổn định 3.5.1.1 Mức độ biến đổi chiều dày Đánh giá mức độ biến đổi chiều dày vỉa than theo tiêu chuẩn viện VNHIMI (Nga) Số liệu để đánh giá chiều dày vỉa cơng trình khoan gặp vỉa cập nhật địa chất vỉa than đường lò đào Đánh giá mức độ biến đổi chiều dày vỉa than theo công thức: m Km= 100% ; (%) mtb m - Độ lệch tiêu chuẩn m =  i 1 (mi  m tb ) n 1 ; (m) m i - Chiều dày vỉa than gương lò lỗ khoan gặp vỉa; m 77 mtb - Chiều dày trung bình vỉa; m Chỉ tiêu để đánh sau: - Km  15% - Vỉa ổn định chiều dày - K m = 15%  35% : Vỉa tương đối ổn định - K m > 35% : Vỉa không ổn định - Đánh giá mức độ biến đổi góc dốc sử dụng công thức sau: n     cp  i V = n 1  cp 100% (2) Trong đó: V  - Hệ số biến đổi góc dốc (%) i - Góc dốc vỉa điểm đo (độ) cp - Trị số trung bình góc dốc vỉa (độ) n - Số điểm đo Căn giá trị hệ số biến đổi góc dốc vỉa than phân loại sau: - V  < 15% : ổn định - V  = 15%  35% : Tương đối ổn định - V  > 35% : Không ổn định 3.5.1.2 Trữ lượng phân theo góc dốc + Trữ lượng có độ dốc 180 <  ≤ 350 = 1721 ngàn tấn, chiếm 8.3% + Trữ lượng có độ dốc 350   ≤ 550 = 13225 ngàn tấn, chiếm 63.7% + Trữ lượng có độ dốc  550 = 5814 ngàn tấn, chiếm 28 % 3.5.1.3 Kiến tạo đứt gãy Bình đồ kiến tạo mỏ than Đơng Mạo Khê-Tràng Bạch có cấu trúc dạng phức nếp lồi Mạo Khê-Tràng Bạch Hai cánh phức nếp lồi có dạng 78 không đối xứng, cánh Nam bị đứt gãy F.B chặn lại nâng lên đồng thời bị tác động q trình xâm thực bào mịn lộ trầm tích phụ điệp Hòn Gai (T3n - r)hg1, Cánh Bắc lộ diện lớn kéo dài từ Mạo Khê phía Tây dạng đơn tà cắm Bắc số đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam gần song song với trục nếp lồi Mạo Khê-Tràng Bạch Một số đứt gãy điển hình khu mỏ gồm: - Đứt gãy nghịch: F.A, F.T, F.2, F.4 Trong đứt gãy F.A đứt gãy phức tạp ranh giới phân chia hai cánh Nam khu vực khống sàng Mạo khê -Đứt gãy thuận gồm có: F.B, F.1, F.3, F.129, F.443, F.11, F.15 Trong số đứt gãy có đứt gãy F.B ranh giới phân chia cánh Nam Bắc khu Tràng Bạch đứt gãy F.15 ranh giới phân chia giữ hai khống sàng Tràng Bạch Mạo Khê - Ngồi ra, cịn có hệ thống đứt gãy: F.280; F.CB; F.424; F.D; F.H Với đặc điểm kiến tạo vỉa than cho thấy việc lựa chọn khu vực áp dụng giới hoá đồng khai thác than phải thăm dị bổ sung, từ đánh giá tổng hợp tiêu mỏ kỹ thuật để xác định cơng nghệ giới hố hợp lý 3.5.2 Lựa chọn hệ thống khai thác Từ kết tính tốn trữ lượng cơng nghiệp phân theo chiều dày góc dốc cho thấy tầng +30  -150 chủ yếu vỉa dày trung bình vỉa dốc dốc đứng Do lựa chọn công nghệ khai thác gương chợ dài, sử dụng hệ thống khai thác có thu hồi than nóc, khấu dật chủ yếu 3.5.2.1 Hệ thống khai thác lị chợ giới hóa Hệ thống khai thác lị chợ giới hố đồng khấu than lò chợ máy com bai, chống giữ lò chợ giàn thuỷ lực tự hành có thu hồi than 79 áp dụng cho lị chợ có chiều dài theo phương >500m điều kiện kỹ thuật mỏ cho phép Đây công nghệ khai thác đại nay, giải tổng thể mối tương quan công tác khấu than với công tác chống giữ, điều khiển đá vách di chuyển chống gương lò chợ Do thời gian lắp đặt thu hồi thiết bị lị chợ lớn, để có hiệu khai thác chiều dài theo phương khu vực áp dụng phải đạt từ 500  1000 m, chiều dài lò chợ từ 120  160 m Sơ đồ hệ thống khai thác xem vẽ: BVTK: -05 3.5.2.2 Hệ thống khai thác lò chợ giới hóa 2ANSH - Hệ thống khai thác chia cột theo hướng dốc khấu than từ xuống chống giữ lò chợ tổ hợp dàn 2ANSH khấu than máy bào 1ASHM, điều khiển đá vách phương pháp phá hoả tồn phần, áp dụng cho khu vỉa có góc dốc từ 350 đến 900 chiều dày vỉa từ 1.1 2.2 m Đất đá vách trụ thuộc loại từ ổn định trung bình trở lên dễ sập đổ - Sơ đồ hệ thống khai thác xem vẽ: BVTK: -06 3.5.2.3 Hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng chống giá thuỷ lực di động - Công tác khấu than thực khoan nổ mìn Khoan lỗ mìn dùng máy khoan điện cầm tay loại MZ-12 tương đương Thuốc nổ dùng loại thuốc nổ an tồn AH1, kíp nổ dùng kíp điện máy nổ mìn loại MFD100 Tiến độ chu kỳ 1,6 m theo phương thực ca Chống giữ lò chợ dùng giá thuỷ lực XDY-1T2/LY Sau khấu hết chiều dài lò chợ, tiến hành di chuyển giá, cắt lưới thu hồi than sau hạ chuyển máng trượt sang luồng - Sơ đồ hệ thống khai thác xem vẽ: BVTK: -07 3.5.2.4 Hệ thống khai thác bậc chân khay chống giữ cột thủy lực đơn 80 Công tác khấu than thực khoan nổ mìn Khoan lỗ mìn dùng máy khoan điện cầm tay loại MZ-12 tương đương Thuốc nổ dùng loại thuốc nổ an tồn AH1, kíp nổ dùng kíp điện máy nổ mìn loại MFD100 Tiến độ chu kỳ 1,2 m theo phương thực ca Chống lò cột thuỷ lực đơn DZ16 với vỉa có chiều dày lớn 0.98 nhỏ 1,6m Hộ chiếu khấu thực chiều dài bậc chân khay theo hướng dốc 4,8m, khoảng cách vượt trước hai bậc chân khay 1,2m - Sơ đồ hệ thống khai thác xem vẽ: BVTK: -08 3.5.2.5 Hệ thống khai thác dọc vỉa phân tầng Công tác khấu than thực khoan nổ mìn Khoan lỗ mìn dùng máy khoan điện cầm tay loại MZ-12 tương đương Thuốc nổ dùng loại thuốc nổ an toàn AH1, kíp nổ dùng kíp điện máy nổ mìn loại MFD100 Tiến độ chu kỳ 1,6 m theo phương thực ca - Sơ đồ hệ thống khai thác xem vẽ: BVTK: -9 3.5.2.6 Hệ thống khai thác cột dài theo phương chống giữ cột thủy lực đơn - Hệ thống khai thác cột dài theo phương chống lò chợ cột thuỷ lực đơn cho vỉa có chiều dày đến 2,5m, góc dốc đến 35, đất đá vách dễ sập đổ lị chợ khấu than khoan nổ mìn, điều khiển đá vách phương pháp phá hoả toàn phần - Sơ đồ hệ thống khai thác xem vẽ: BVTK: -10 - Riêng với khu vực vỉa có kích thước nhỏ, trữ lượng q áp dụng công nghệ khai thác thông thường truyền thống để tận thu than 81 KẾT LUẬN - Mỏ than Tràng Bạch sử dụng sơ đồ mở vỉa cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức, tác giả nhận thấy với sơ đồ mở vỉa vậy, cịn tồn nhiều khó khăn như: Việc bố trí khu vực thiết kế thành mức khai thác không hợp lý phải đào cặp thượng thơng gió vận tải vỉa, mặt khác điều kiện địa chất mỏ lại ln biến đổi cơng tác đào thi cơng thượng gặp nhiều khó khăn, đồng thời làm tăng khối lượng mét lò bố trí cặp thượng lớn, cung độ vận tải lớn, theo chi phí bảo vệ đường lị lớn, chi phí đầu tư ban đầu lớn v.v mặt khác không đáp ứng thời gian than theo quy hoạch v.v - Bằng phương pháp thống kê phân tích, đánh giá, luận văn nghiên cứu trạng mở vỉa khai thác hiệu trình áp dụng phương án mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than Tràng Bạch Kết cho thấy áp dụng phương án mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa tầng hợp lý mặt kinh tế kỹ thuật - Phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức có chiều dài đường cặp lị thượng than tương đối dài (320m), dẫn đến chi phí bảo vệ, sửa chữa thượng than tốn Việc bố trí thượng than gây tổn thất than phải để lại trụ bảo vệ Với điều kiện địa chất góc dốc vỉa than thay đổi, gặp nhiều đứt gãy, phay…nên việc thi công thượng than gặp nhiều khó khăn mặt đào chống lò - Về mặt kỹ thuật tác giả đưa phương án mở vỉa giếng nghiêng kết hợp lị xun vỉa tầng có nhiều ưu điểm dễ thi cơng, giảm chiều dài lị thượng, cung độ vận tải ngắn hơn, chi phí ban đầu nhỏ v.v 82 - Về mặt kinh tế giảm bớt 8% (tương đương 213,19x109đồng) chi phí XDCB so với phương án mở vỉa cặp giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa mức dự án duyệt - Với việc bố trí đường lị dọc vỉa đá thay cho lò dọc vỉa than hoàn toàn hợp lý mặt kinh tế lẫn kỹ thuật Vì với điều kiện địa chất vỉa than mỏ có tính chất tương đương với điều kiện địa chất vỉa than mỏ Mạo Khê (hiện khai thác từ lộ vỉa đến mức -150), theo kết tính tốn để đảm bảo an tồn thời gian tồn đường lị lầu dài khoảng cách từ lò dọc vỉa đá đến trị vỉa than nâng lên 25m Kiến nghị Cơng ty than ng Bí Tập đồn Cơng nghiêp Than Khống sản Việt Nam xem xét thêm phương án mở vỉa cặp giếng nghiêng kế hợp với lò xuyên vỉa mức 83 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Phạm Cơng Hương, Lê Văn Duẩn, Trịnh Đức Duy, Hồng Văn Lê “Nghiên cứu, khả khai thác than phía hồ chứa nước phía Đơng huyện Đơng Triêu (mỏ Nam Tràng Bạch)” Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 23, Hà Nội, tháng 12-2012 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Công Thương (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn khai thác than hầm lị Bộ Cơng Nghiệp (2006), Quy phạm kỹ thuật khai thác hầm lò than diệp thạch Lê Như Hùng (2002), Nguyên lý thiết kế mỏ Hầm lò, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Quyết định số 39/2009/NĐ-CP ngày 23 tháng năm 2009 Chính phủ “Vật liệu nổ công nghiệp” Thông tư số 03/2007/TT-BCN ngày 18/6/2007 Bộ Công Nghiệp “Hướng dẫn lập, thẩm định phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng cơng trình khoáng sản rắn” Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt định số 60/QĐ-TTg ngày 09 tháng 01 năm 2012 Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong NNK (2002), Mở vỉa khai thác hầm lò (cho lớp cao học khai thác mỏ), Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Vũ Đình Tiến (2004), Giáo trình Cơ sở khai thác mỏ Hầm lị, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Vũ Đình Tiến, Trần Văn Thanh (2002), Cơng nghệ khai thác than Hầm lị, Nhà xuất Giao thơng Vận tải Hà Nội 10 Trần Văn Thanh (2004), Giáo trình Cơng nghệ khí hóa khai thác than Hầm lị, Trường Đại họcMỏ - Địa chất Hà Nội ... sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than Tràng Bạch; - Nghiên cứu tài liệu địa chất khoáng sàng mỏ than Tràng Bạch nhằm đưa sơ đồ điều chỉnh, hoàn thiện sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ. .. dị chuẩn xác phương án thăm dò riêng 31 CHƯƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ SƠ ĐỒ MỞ VỈA VÀ CHUẨN BỊ RUỘNG MỎ CỦA MỎ THAN TRÀNG BẠCH 2.1 Hiện trạng sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than Tràng Bạch. .. pháp mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ; - Phạm vi nghiên cứu: Hoàn thiện sơ đồ mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ cho mỏ than Tràng Bạch Nội dung nghiên cứu đề tài - Đặc điểm điều kiện địa chất mỏ than Tràng Bạch