Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chia lớp ngang nghiêng lò chợ khấu khoan nổ mìn chống giá thủy lực di động cho khu cao thắng công ty than hòn gai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CƠNG NGHỆ CHIA LỚP NGANG NGHIÊNG LỊ CHỢ KHẤU KHOAN NỔ MÌN CHỐNG GIÁ THỦY LỰC DI ĐỘNG CHO KHU CAO THẮNG - CƠNG TY THAN HỊN GAI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN XN THẮNG NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ CHIA LỚP NGANG NGHIÊNG LỊ CHỢ KHẤU KHOAN NỔ MÌN CHỐNG GIÁ THỦY LỰC DI ĐỘNG CHO KHU CAO THẮNG - CƠNG TY THAN HỊN GAI CHUN NGHÀNH KHAI THÁC MỎ MÃ SỐ: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TSKH: LÊ NHƢ HÙNG HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, tác giả thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Trần Xuân Thắng MỤC LỤC Nội dung TT Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ - đồ thị MỞ ĐẦU Tình hình khai thác vỉa dầy – Dốc giới Quảng Ninh Tình hình khai thác vỉa dầy dốc giới 1.1.1 Hệ thống khai thác buồng – lưu than 1.1.2 Hệ thống khai thác cá lỗ khoan đường kính lớn 11 1.1.3 Hệ thống khai thác lị thượng chéo 12 1.1.4 Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng 13 1.1.5 Hệ thống khai thác dàn chống cứng 14 1.1.6 Hệ thống khai thác dàn chống mềm lò chợ xiên chéo 17 1.1.7 Hệ thống khai thác cột dài theo chiều dốc dung thiêt bị giới hóa đồng 19 1.1.8 Hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng 20 Tình hình khai thác vỉa dày dốc Việt Nam 22 1.2.1 Công nghệ khai thác lị dọc vỉa phân tầng Mơng Dương 22 1.2.2 Công nghệ khai thác dàn chống cứng Vàng Danh Mạo Khê 23 1.2.3 Công nghệ khai thác buồng – Lị thượng 24 1.2.4 Cơng nghệ khai thác dàn chống mềm Vàng danh 24 1.2.5 Công nghệ khai thác buồng neo 24 1.2.6 Công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng 25 Chƣơng 1.1 1.2 Đánh giá hiệu kỹ thuật kinh tế công nghệ Chƣơng khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động khu Cao Thắng 29 2.1 Điều kiện địa chất khu II, III – Vỉa 14 Bắc Bàng Danh 29 2.2 Lựa chọn công nghệ 29 2.3 Hiệu cơng nghệ khai thác 30 Xác định hồn thiện số thong số công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng 34 Chiều cao lớp than đệm 34 3.1.1 Xác định chiều cao lớp than đệm theo yếu tố kỹ thuật 34 3.1.2 Chiều cao lớp than đệm theo yếu tố kỹ thuật 41 3.1.2.1 Tổn thất doanh thu 41 3.1.2.2 Hàm số tổn thất T = F (h) 43 3.1.2.3 Lưạ chọn chiều cao lớp than đệm hợp lý theo yếu tố kinh tế - Kỹ thuật 48 Chiều cao khu khai thác 51 3.2.1 Thời gian đào lò chuẩn bị sản xuất 51 3.2.2 Thời gian khai thacscuar khu khai thác 52 3.2.3 Kết tính tốn 54 Chƣơng 3.1 3.2 Chƣơng Triển vọng áp dụng cơng nghệ hƣớng hồn thiện 56 4.1 Triển vọng áp dụng công nghệ 56 4.2 Hướng hồn thiện cơng nghệ 57 Kết luận 59 Tài liệu tham khảo 62 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Nội dung Trang Bảng 1.1 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác dàn chống cứng 16 Bảng 1.2 Chỉ tiêu công nghệ hệ thống khai thác dàn chống mềm 18 Bảng 1.3 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật số sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày dốc áp dụng Việt Nam 27 Bảng 1.4 Kết thực số tiêu công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng Quảng Ninh 28 Bảng 2.1 Một số tiêu đạt Cao Thắng áp dụng thử nghiệm 30 Bảng 2.2 Một số kết sản xuất đạt năm 2013 31 Bảng 2.3 Một số kết sản xuất đạt đầu năm 2014 31 Bảng 3.1 Chiều cao lớp than đệm tối đa độ cứng F =1 36 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Tên hình Nội dung Trang Hình 1.1 Hệ thống khai thác buồng – lưu than 10 Hình 1.2 Sơ đồ khai thác lỗ khoan đường kính lớn 11 Hình 1.3 Hệ thống khai thác lị thượng chéo 13 Hình 1.4 Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng 14 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống khai thác dàn chống cứng 15 Hình 1.6 Hệ thống khai thác dàn chống mềm – lị chợ xiên chéo 17 Hình 1.7 Hệ thống khai thác cột dài theo chiều dốc dung thiết bị giới hóa đồng 20 Hình 1.8 Hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng 21 Hình Hình 2.2 Hình 3.1 Hình 3.2 Đồ thị quan hệ tốc độ đào lò sản lượng khai thác lò chợ năm 2013 Đồ thị quan hệ tốc độ đào lò sản lượng khai thác lò chợ từ tháng đến tháng năm 2004 Đồ thị quan hệ chiều cao lớp than đệm với ‫סּ‬k khoảng cách chống Đồ thị quan hệ chiều cao lớp than đệm với ‫סּ‬n khoảng cách chống 32 32 40 40 Hình 3.3 Tháo than qua nhiều cửa 44 Hình 3.4 Tháo than giá thủy lực di động h< Htc 47 Hình 3.5 Tháo than giá thủy lực di động h>Htc 48 Hình 3.6 Đồ thị quan hệ chiều cao hạ trần giá trị hàm Y 50 Hình 3.7 Hình 3.8 Đồ thị quan hệ chiều cao tầng , chiều dài khu khai thác chiều dày vỉa khai thác mét cánh Đồ thị quan hệ chiều cao tầng , chiều dài khu khai thác chiều dày vỉa khai thác hai cánh 55 55 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thực tế sản xuất kết thăm dò, nghiên cứu đánh giá vỉa than Quảng Ninh khẳng định : đặc điểm điều kiện địa chất – kỹ thuật mỏ khoáng sàng thuộc loại phức tạp Đặc biệt, vỉa than phức tạp góc dốc gây khó khăn cho việc lựa chọn sơ đồ cơng nghệ khai thác Sự phức tạp thể vỉa với góc dốc khác khu, cánh với mức độ biến đổi lớn Kết đánh giá cho thấy gần 35% tổng trữ lượng vùng than Quảng Ninh phân bố vỉa dốc nghiêng dốc đứng, vỉa dốc đứng ( >450 ) chiếm khoảng % Đối với khai thác hầm lò Việt Nam việc áp dụng cơng nghệ khai thác vỉa dày – dốc vấn đề cần quan tâm Để đáp ứng yêu cầu trên, Viện khoa học công nghệ mỏ tiến hành nghiên cứu thử nghiệm nhiều công nghệ khai thác khác giới vào khai thác Quảng Ninh : Hệ thống khai thác buồng - lưu than, hệ thống khai thác lò thượng chéo, hệ thống khai thác dàn chống cứng , hệ thống khai thác lò chợ xiên chéo (dàn chống mềm ), Một thành cơng bước đầu phải nói đến cơng nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng vỉa có chiều dày m, góc dốc vỉa từ 450 đến 80 Tuy nhiên, trình áp dụng sơ đồ cơng nghệ cịn bộc lộ nhiều thiếu sót cần đúc rút hồn thiện nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn hiệu kinh tế Với yêu cầu trên, mục đích luận án tập trung nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng để phục vụ khai thác vỉa dày m = m, = 450 80 Quảng Ninh Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án khu II, III - Vỉa 14 - Xí nghiệp than Cao Thắng số vỉa than Quảng Ninh có điều kiện địa chất tương tự Các vấn đề cần đề cập đến luận văn bao gồm : + Phân tích sở kinh tế kỹ thuật để đến việc chọn chiều cao lớp than đệm hợp lý nhằm giảm tổn thất than trình khai thác có lợi mặt kinh tế + Xác định chiều dài cánh khai thác phù hợp với thực tế sản xuất sở cơng nghệ đào lị khoan nổ mìn, vận tải than lị chợ lị chuẩn bị máy cào + Đề xuất áp dụng cơng nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lị chợ sử dụng giá thuỷ lực di động cho vỉa khu có điều kiện địa chất tương tự vùng than Quảng Ninh Các nội dung nghiên cứu - Tổng quan hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa dày dốc giới hệ thống khai thác áp dụng Quảng Ninh - Phân tích để chọn lựa cơng nghệ khai thác có lợi cho vỉa dày từ m dốc đứng Việc phân tích dựa kết sản xuất tiêu kinh tế - kỹ thuật đạt Xí nghiệp than Cao Thắng (Nay công trường Cao Thắng) số đơn vị Tập đồn cơng nghiệp Than – Khống sản Việt nam - Xác định số thơng số công nghệ khai thác chia lớp ngang - nghiêng lò chợ sử dụng giá thuỷ lực thu hồi than : Chiều cao lớp than đệm, chiều dài khu khai thác, khoảng cách cửa tháo than thu hồi than Trong luận văn sử dụng tổng hợp phương pháp nghiên cứu bao gồm : thống kê - phân tích đánh giá tổng hợp qua tài liệu thực tế, tính tốn lý thuyết Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn - Việc áp dụng công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động mang lại giá trị kinh tế lớn Công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động phát huy khả khai thác cho vỉa có chiều dày góc dốc biến đổi lớn - Hồn thiện cơng nghệ xác định thông số tổn thất than khai thác Trên sở đề xuất thơng số hợp lý cho sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động Những điểm luận văn - Luận án đưa chiều cao tối đa tối thiểu lớp than hạ trần sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng - Xác đinh mối tương quan chiều dài khu khai thác theo chiều dày vỉa theo chiều dài hướng dốc khu vực khai thác Khối lƣợng cấu trúc luận án nhƣ sau : Luận án cấu trúc gồm phần mở đầu, chương phần kết luận Nội dung luận án trình bày 68 trang đánh máy vi tính khổ 210 x 297 mm với bảng 19 hình vẽ Bản luận án hoàn thành hướng dẫn GS TS KH Lê Như Hùng, thầy giáo Bộ mơn Khai thác Hầm lị, với giúp đỡ cán kỹ thuật, nghiệp vụ Công ty than Hịn Gai, Viện Khoa học Cơng nghệ mỏ, bạn đồng nghiệp lớp Cao học khoá 27 – Khai thác mỏ ( 2014 - 2015 ) Tác giả xin chân thành cảm ơn ! 2200 Htc h=1,0 -:- 3,5m 47 410 1600 Hình 3.4 Tháo than giá thuỷ lực di động h < Htc * Khi chiều cao lớp than đệm chiều cao khối elíp tiếp cận Khối lượng than không bị pha tạp đất đá tháo xuống thể tích khối elíp tiếp cận Khi hệ số thu hồi than xác định theo công thức : Kt VTC V D02 H TC h.D 6.h D02 m (3 22 ) Trong : + VTC - thể tích khối elíp tiếp cận ( thể tích thể tích tháo than qua cửa tháo), m3 + Kt - hệ số thu hồi than, + h - chiều cao lớp than đệm ( chiều cao hạ trần ), m * Khi chiều cao lớp than đệm lớn chiều cao khối elíp tiếp cận Ta nhận thấy tăng chiều cao lớp than đệm tăng tỉ lệ tổn thất thất lượng than không lẫn đất đá thu hồi không tăng Lượng than thu hồi tối đa trường hợp thể tích khối elíp tiếp cận, tức tương ứng với trường hợp chiều cao lớp đệm chiều cao khối elíp tiếp cận Hình 3.5 mơ tả q trình tháo than giá thuỷ lực di động h > Htc 2200 Htc h=3,7 -:- 7,0m 48 410 1600 Hình 3.5 Tháo than giá thuỷ lực di động h > Htc Từ công thức (3 21) (3 22) ta suy hệ số tổn thất than trường hợp sau : + Khi h = Htc h > Htc T = + Khi h < Htc T = - m.Do2 6.h ( 23 ) h 6.m.D02 ( 24) 3.1.2.3 Lựa chọn chiều cao lớp đệm hợp lý theo yếu tố kinh tế - Kỹ thuật Để thuận lợi cho q trình phân tích ta chọn khoảng cách cửa tháo 1,6m ( khoảng cách khoảng cách tối đa ) Công thức ( 13 ) đơn giản sau : Y= Ckt + (Cb - Ckt ) f (h) = Ckt ( 1- f(h) ) + Cb f(h) Min Y = Ckt Kt + Cb f(h) ( 25 ) a Trƣờng hợp chiều cao lớp đệm nằm khoảng 1,0 đến 3,6m Khi tỉ lệ thu hồi quặng tinh xác định theo công thức ( 21 ) tỉ lệ tổn thất xác định theo công thức ( 24 ) Thay thông số vào công thức ( 25 ) ta có : Y [ Z Lo (hk h).M Z CK hk r.LC h h.r.LC 6.m.D02 ] .h 6.m.D02 Cb (1 h ) 6.m.D02 Min (3.26 ) b Trƣờng hợp chiều cao lớp đệm nằm khoảng 3,7 đến 7,0m 49 Khi chiều cao lớp đệm nằm khoảng 3,7 đến 7,0 m hệ số thu hồi than xác định theo công thức ( 21 ) hệ số tổn thất xác định theo công thức ( 23 ), thay thông số vào ( 25 ) ta có : Y Z Lo [ (hk h).M Z CK hk r.LC m.D02 h.r.LC ( ) 6.h m.D02 ] 6.h Cb (1 m.D02 ) 6.h Min ( 27 ) c Kết tính tốn * Hướng giải tốn : từ cơng thức ( 26 ) ( 27 ) ta đưa thông số vào để tìm giá trị YMin Các thơng số biết ( theo giới hạn luận án ) bao gồm : + hk = 2,2 m , + = 1,4 T/m3 , + Lc = M/Sin , + m = 1,4 , + Do = 1,6 m , + r = 1,6 m , + ZLo = 551.858 đồng/m, + ZCK =1.848.474 2.943.866 đồng/ chu kỳ, + Cb = 180.000 đ/T ( giá thành Xí nghiệp ), Cơng tác đào lò dọc vỉa phân tầng, thượng trung gian khấu lị lị chợ tiến hành cơng nghệ khoan nổ mìn, vận tải than dọc vỉa phân tầng máng cào, thượng trung gian thượng vận tải máng trượt nên tốc độ đào lò khai thác xây dựng sở Các thơng số biến thiên gồm có : + Chiều dày vỉa M , m + Góc dốc vỉa , độ + Chiều cao hạ trần h , m * Kết tính tốn 50 Trên sở lập bảng tính chương trình Microsoft Exel ta có kết thể bảng 3.3 Đồ thị mối quan hệ chiều cao hạ trần với giá trị hàm Y thể qua hình 3.6 ứng với chiều dày vỉa 5,0 m Hình 3.6 Đồ thị quan hệ chiều cao hạ trần giá trị hàm Y 180.000 Gi¸ trị hàm Y (đ/T) 160.000 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 Chiều cao hạ trần (m) Ti mi giỏ trị chiều dày góc dốc có giá trị hàm Ymin tương ứng Qua việc xây dựng đồ thị hàm Y cho kết : chiều cao lớp đệm để đạt tiêu có lợi kinh tế kỹ thuật nằm khoảng từ 3,5 4,5m Như khẳng định đồ thị hàm Y = f(h,M) họ hàm có dạng hình 3.6 Qua bảng 3.2, 3.3 hình 3.6 ta nhận thấy : chiều cao hạ trần lớn nhỏ khơng có lợi mặt kinh tế Chiều cao hợp lý lớp than đệm mặt kinh tế - kỹ thuật nên chọn từ 3,5 4,5m, khoảng cơng tác khai thác vừa có lợi kinh tế vừa có ý nghĩa tiết kiệm tài nguyên 3.2 Chiều dài khu khai thác Chiều dài khu vực khai thác phụ thuộc vào nhiều yếu tố : + Yếu tố địa chất : chiều dày vỉa, mức độ ổn định vỉa, mức độ chứa nước vỉa, diễn biến áp lực mỏ vỉa, + Yếu tố công nghệ - kỹ thuật : khả thơng gió cục cho gương lị, khả vận chuyển than, tiết diện chống lò dọc vỉa phân tầng, mức độ giới hố lị chợ, 51 Tuy nhiên để sản xuất ổn định cơng tác chuẩn bị khai thác phải diễn nhịp nhàng đảm bảo trì sản lượng mỏ theo thiết kế 3.2.1 Thời gian đào lò chuẩn bị sản xuất Thời gian đào lò chuẩn bị cho khu khai thác trình sản xuất bao gồm thời gian : đào lò dọc vỉa phân tầng, đào thượng trung gian, đào lò nối, đào lò cắt tạo lò chợ thời gian lắp đặt giá thuỷ lực di động Bỏ qua số thời gian đào lò : lò nối hai thượng trung tâm , lò cắt tạo lò chợ thời gian lắp đặt giá thuỷ lực di động chiều dài lị khơng lớn ( thường nhỏ m) thời gian lắp đặt giá thuỷ lực không lớn ( chiếm đến hai ca sản xuất ) Thời gian đào lò chuẩn bị q trình sản xuất xác định sau : Tcb = TDV + TTG , tháng ( 28 ) Với : + TDV - thời gian đào lò dọc vỉa phân tầng + TTG - thời gian đào lò thượng trung gian Gọi v1, v2 tốc độ đào lò dọc vỉa phân tầng, thượng trung gian ngày đêm Khi thời gian đào lị chuẩn bị khu khai thác sản xuất : Tcb k H [( K nlv h hk 1) LK p.c.v1 c.H K ] , tháng Sin v2 ( 29 ) Trong : + nlv - số ngày làm việc tháng , ngày + k - hệ số làm việc không đồng , + HK- chiều dài theo hướng dốc khu khai thác, m + - góc dốc thượng thi cơng, thường =35 410, + c - số cánh chuẩn bị ( khai thác) đồng thời khu khai thác, + p - số lượng mũi chuẩn bị khu khai thác 3.2.2 Thời gian khai thác khu khai thác Thời gian khai thác hết khu khai thác tính tổng trữ lượng công nghiệp khu chia cho sản lượng than theo kế hoạch tháng ( sản lượng cân đối sở thiết kế công nghệ ) Tức : TKT Zm , tháng AKH ( 30 ) 52 Trong : + Zm - Sản lượng than lấy trừ lượng than lấy đào lò, tổn thất tiến hành thu hồi than trụ bảo vệ thượng trung tâm ) , + AKH - Sản lượng kế hoạch tháng , + Sản lượng kế hoạch tháng tính theo cơng thức : AKH = Angđ nlv c , Tấn ( 31 ) Trong : + Angđ - Sản lượng ngày đêm lò chợ ngang nghiêng , tấn/ngày đêm , + nlv - số ngày làm việc tháng , ngày + c - số cánh khai thác đồng thời, cánh Trữ lượng Zm xác định theo công thức : Zm = Z - ZĐL - ZBV - ZTT , Tấn ( 32 ) Trong : + Z - trữ lượng khu vực , + ZĐL - lượng lấy đào lò , + ZBV - trữ lượng trụ bảo vệ than thượng trung tâm , + ZTT - tổn thất than thu hồi lớp đệm , Các thông số cụ thể sau : Z = M HK LK , Tấn 2.H K ] , Tấn Sin ( 34 ) ZBV = M HK ( W + BVT ) , Tấn ( 35 Z DL B.[( HK h hk ( 33 ) 1).LK ) Z TT HK h M ( LK h hK W BVT ) f (h) , Tấn ( 36 ) Trong : + M - chiều dày vỉa , m + W - khoảng cách hai thượng trung tâm, m + f (h) = T - hàm tổn thất thu hồi than phụ thuộc vào chiều cao thu hồi h , Tấn + B - sản lượng trung bình mét lị đào , Tấn/m + BVT - chiều rộng trụ bảo vệ thượng trung tâm , m 53 + BDH - chiều cao trụ than bảo vệ mặt địa hình , m Như cơng thức ( 30 ) biểu diễn sau : M H K LK TKT B.[( HK h hk HK h.M ( LK h hK W 1).LK c.H K ] M H K (W Sin BVT ) BVT ) f (h) Angd nlv z.c , tháng ( 31 ) Để đảm bảo nhịp nhàng khai thác chuẩn bị thời gian khai thác phải thời gian chuẩn bị, tức : TKT = Tcb ( 32) Thay công thức ( 31) ( 32 ) vào ( 29 ), rút tham số chiều dài khu khai thác ( Lk ) ta có quan hệ biểu diễn sau : LK c.H k c.H K B H M H K (W BVT ) h.M (W BVT ) f (h) Angd c.k Sin h hk Sin v ,m HK HK HK M H K B.( 1) h.M f (h) Angd k ( 1) h hk h hk h hk p.v1 (3 33 ) 3.2.3 Kết tính tốn Thay thơng số vào công thức ( 3.33) ta nhận kết theo bảng 3.4 3.5 tương ứng với chuẩn bị cánh hai cánh đồng thời Từ ta xây dựng đồ thị thể qua hình 3.7 3.8 , biểu thị mối quan hệ chiều dài khu khai thác, chiều dày vỉa chiều dài theo hướng dốc khu khai thác khai thác cánh hai cánh Kết luận : + Chiều cao hợp lý lớp than đệm mặt kinh tế - kỹ thuật nên chọn từ 3,5 4,5m, khoảng cơng tác khai thác vừa có lợi kinh tế kỹ thuật vừa có ý nghĩa tiết kiệm tài nguyên + Chiều dài khu khai thác theo yếu tố sản lượng đạt ngày đêm phụ thuộc vào chiều dày vỉa, chiều cao tầng Khi chiều cao tầng tăng chiều dày vỉa tăng chiều dài khu khai thác giảm ngược lại Kết nghiên cứu so sánh với khu vực khai thác áp dụng cơng nghệ Cơng ty than Hịn Gai nhận thấy phù hợp gần với kết tính tốn 54 Hình 3.7 Đồ thị quan hệ chiều cao tầng, chiều dài khu khai thác chiều dày vỉa khai thác cánh Hình 3.8 Đồ thị quan hệ chiều cao tầng, chiều dài khu khai thác chiều dày vỉa khai thỏc hai cỏnh Chiều dài khu khai thác Lk, m 250 200 150 100 50 0 20 40 CHƢƠNG 60 80 100 ChiỊu cao tÇng Hk, m 120 140 160 180 TRIỂN VỌNG ÁP DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ 55 CHƢƠNG TRIỂN VỌNG ÁP DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ VÀ HƢỚNG HOÀN THIỆN 4.1 Triển vọng áp dụng cơng nghệ Cơng nghệ khai thác lị chợ chia lớp ngang nghiêng áp dụng cho vỉa có độ dốc lớn ( > 400 ) mức độ biến động chiều dày góc dốc tương đối lớn, tính chất đá vách trụ Mức đầu tư cho công nghệ tương đối phù hợp với vỉa khu có quy mơ sản xuất nằm khoảng từ 40 50 nghìn năm Các khu áp dụng thử nghiệm loại hình cơng nghệ thành công mang lại hiệu kinh tế : Vỉa 14 - Bắc Bàng Danh- Xí nghiệp Cao Thắng ; Vỉa 14 Suối Lại - Xí nghiệp Giáp Khẩu ; Vỉa 14 - Đơng Bắc - Cơng ty than Dương Huy, Ngồi ra, áp dụng nâng cao mức độ an toàn lao động giàm tổn thất than khai thác Với điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ cụ thể, mỏ đúc rút nhiều kinh nghiệm khai thác khâu công nghệ : công tác chuẩn bị, đào tạo, vận chuyển, lắp đặt, khai thác, điều khiển áp lực mỏ, thu hồi chống, Các ưu điểm bật cơng nghệ thể : + Công tác chống giữ giá thuỷ lực di động đảm bảo an tồn q trình khấu gương thu hồi than lớp đệm Thời gian thao tác chống giữ điều khiển đá vách giảm hẳn so với công nghệ thông thường + Thời gian chuẩn bị để đưa sơ đồ công nghệ áp dụng vào tương đối nhanh + Tỉ lệ tổn thất than công nghệ mức độ cho phép nhỏ so với loại hình cơng nghệ khác có điều kiện 56 + Năng suất lao động công nhân lao động trực tiếp gương lò cao Trong trữ lượng vỉa dốc có chiều dày 8m vùng than Quảng Ninh chiếm tỷ lệ tương đối lớn nên việc áp dụng loại hình cơng nghệ có lợi với xu hướng tiết kiệm tài nguyên Tuy nhiên công nghệ bộc lộ nhiều hạn chế : + Chỉ áp dụng cho vỉa có mức độ chứa nước + Khơng áp dụng cho vỉa có nguy bục nước bùn + Công tác củng cố lò dọc vỉa phân tầng phải làm thường xun lị chợ có lối tiến thối có cố + Lị dọc vỉa phân tầng có tiết diện nhỏ ( tiết diện đào mỏ áp dụng công nghệ 6,5m2 ) mà bố trí thiết bị vận tải, thơng gió để nước, vận chuyển vật liệu nên khơng gian lại khơng thơng thống + Việc di chuyển giá cịn nhiều thời gian có nhiều thao tác Khi áp lực lò chợ lớn khó khăn di chuyển giá thuỷ lực tiến hành thu hồi than hạ trần + Công tác khoan bắn mìn hạ trần chưa đáp ứng u cầu khoan bắn lỗ mìn có chiều cao lớn 3,0m 4.2 Hƣớng hoàn thiện cơng nghệ Để tiếp tục hồn thiện phát triển áp dụng công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng chống thuỷ lực thu hồi than cho vỉa dày dốc mỏ hầm lò, thời gian tới cần thiết : + Nghiên cứu loại chống thích hợp cho chống lị dọc vỉa phân tầng nhằm mục đích: tăng tiết diện đường lị chuẩn bị để dễ bố trí thiết bị vận tải, thơng gió, nước tạo lối lại thơng thống Mặt khác chống cịn phải đáp ứng yêu cầu dễ thi công, thu hồi trình khai thác tiết kiệm vật liệu trình chống giữ 57 + Áp dụng loại chống có khả chịu áp lực cao vào lò chợ chia lớp ngang - nghiêng dàn chống khí hố nhằm giảm thao tác di chuyển chống dễ điều khiển, tăng khả an toàn chịu áp lực mỏ lớn Ngồi dàn chống cịn phải có phận tạo thuận lợi cho công tác thu hồi than hạ trần + Đưa máy khoan thuỷ lực có đường kính lớn chiều cao khoan lớn nhằm : giảm số lượng mét khoan tiến hành khoan máy khoan điện, giảm số lượng mét lò chuẩn bị cho khu khai thác, + Đưa thiết bị : máy cào, quạt cục ( kết hợp với ống gió chun dùng) có cơng suất lớn vào phục vụ công nghệ khai thác + Sử dụng trạm kiểm sốt khí mêtan loại máy cảnh báo khí tự động q trình đào lò khai thác + Đối với vỉa khu có độ dốc lớn vỉa than có tính chất mềm yếu dễ trượt lở, cần tiến hành chuẩn bị hệ thống đường lò mở vỉa chuẩn bị trụ vỉa 58 KẾT LUẬN Trữ lượng vỉa dày dốc vùng than Quảng Ninh tương đối lớn, việc áp dụng loại hình cơng nghệ vào khai thác vỉa quan tâm phát triển mạnh mẽ Công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lò chợ sử dụng giá thuỷ lực thu hồi than áp dụng Quảng Ninh đánh dấu thành cơng lớn việc ứng dụng loại hình cơng nghệ đại trà Tuy nhiên q trình áp dụng cơng nghệ bộc lộ nhiều nhược điểm Do việc nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ khai thác đòi hỏi cấp thiết mỏ hầm lị Luận án cơng trình nghiên cứu khoa học giải vấn đề nêu với kết quả, kết luận thu sau : Nghiên cứu tổng quan tình hình khai thác vỉa dày dốc số nước giới vùng than Quảng Ninh, luận án cho thấy công nghệ khai thác áp dụng Quảng Ninh thuộc dạng mà số nước áp dụng : công nghệ khai thác dàn chống cứng, cơng nghệ khai thác buồng - lị thượng, cơng nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, Trên sở phân tích tiêu đạt trình áp dụng loại hình thấy bật lên công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lò chợ sử dụng cột thuỷ lực giá thuỷ lực di động Khi áp dụng loại hình cơng nghệ mang lại suất lao động hiệu kinh tế cao, với việc tiết kiệm tài nguyên Đưa dẫn chứng kết sản xuất khu II, III - Vỉa 14 - Bắc Bàng Danh - Xí nghiệp than Cao Thắng nhằm khẳng định tính ưu việt loại hình cơng nghệ 59 Trên sở phân tích mặt kinh tế - kỹ thuật, luận án đưa kết nghiên cứu : + Chiều cao lớp than đệm hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng nên lấy khoảng 4,5 m để đảm bảo tiết kiệm tài nguyên có lợi mặt kinh tế Ngoài ra, giá than tiêu thụ giới tăng với xu hướng có lợi nên chiều cao lớp than đệm nên giảm để giảm tổn thất khai thác + Chiều dài theo phương khu khai thác phụ thuộc vào nhiều yếu tố : điều kiện địa chất mỏ, chiều dày vỉa, chiều dài theo hướng dốc khu khai thác, tốc độ đào lò chuẩn bị, nên trình chọn chiều dài khu khai thác cần phải so sánh lý thuyết thực tế để chọn chiều dài khu khai thác cách hợp lý Khi khu khai thác có cánh chiều dài khu khai thác theo phương nên chọn khoảng 90 120m, khu khai thác có hai cánh chiều dài khu khai thác chọn khoảng 170 230m ứng với chiều dày vỉa giảm từ m + Công tác chuẩn bị loại hình cơng nghệ nên chọn cách bám vách vỉa nhằm mục tiêu sau : giảm tổn thất than thu hồi, tránh áp lực tập trung vào lò dọc vỉa thu hồi than nóc, lị dọc vỉa bám vách nên lị ổn định, Hướng hồn thiện cơng nghệ tương lai : + Nghiên cứu loại chống thích hợp cho chống lò dọc vỉa phân tầng nhằm mục đích: tăng tiết diện đường lị chuẩn bị để dễ bố trí thiết bị vận tải, thơng gió, nước tạo lối lại thơng thống Mặt khác chống phải đáp ứng yêu cầu dễ thi cơng, thu hồi q trình khai thác tiết kiệm vật liệu trình chống giữ + Áp dụng loại chống có khả chịu áp lực cao vào lò chợ chia lớp ngang - nghiêng dàn chống khí hố nhằm giảm thao tác 60 di chuyển chống dễ điều khiển, tăng khả an toàn chịu áp lực mỏ lớn Ngoài dàn chống cịn phải có phận tạo thuận lợi cho công tác thu hồi than hạ trần + Đưa máy khoan thuỷ lực có đường kính lớn chiều cao khoan lớn nhằm : giảm số lượng mét khoan tiến hành khoan máy khoan điện, giảm số lượng mét lò chuẩn bị cho khu khai thác, + Đưa thiết bị : máy cào, quạt cục ( kết hợp với ống gió chuyên dùng) có cơng suất lớn vào phục vụ cơng nghệ khai thác + Sử dụng trạm kiểm soát khí mêtan loại máy cảnh báo khí tự động q trình đào lị khai thác + Đối với vỉa khu có độ dốc lớn vỉa than có tính chất mềm yếu dễ trượt lở, cần tiến hành chuẩn bị hệ thống đường lò mở vỉa chuẩn bị trụ vỉa 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Bé, Vương Trọng Kha ( 2000 ), Dịch chuyển biến dạng đất đá khai thác mỏ, Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội Đặng Văn Cương ( 1986 ), Nghiên cứu số thông số hệ thống khai thác phá nổ phân tầng để khai thác vỉa dốc dày 5,0m điều kiện địa chất phức tạp vùng than Quảng Ninh, Luận án Phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong, Thái Hồng Phương, Trần Văn Thanh ( 2002 ) , Mở vỉa khai thác hầm lị khống sàng dạng vỉa, Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội Đỗ Mạnh Phong ( 2001 ), Giáo trình khai thác quặng phương pháp hầm lò , Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Trung tâm thực nghiệm khai thác mỏ (2003 ), Báo cáo nghiên cứu lựa chọn áp dụng cơng nghệ khai thác gương lị ngắn nhằm giảm tổn thất tài nguyên cố môi trường điều kiện mỏ than hầm lị thuộc Cơng ty than Hòn Gai , Trường Đại học mỏ địa chất, Hà Nội Xí nghiệp than Cao Thắng (2003 ), Giao khoán quý I , II, III, IV năm 2003 - Vỉa 14 , Cơng ty than Hịn Gai, Hạ Long Hội khoa học công nghệ mỏ ( 2003), Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XV , Huế Viện khoa học công nghệ mỏ ( 2002), Báo cáo nghiên cứu áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác chia lớp ngang - nghiêng sử dụng giá thuỷ lực di động thu hồi than cho khu II , vỉa 14 - Xí nghiệp than Cao Thắng - Cơng ty than Hịn Gai, Hà Nội ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRẦN XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CƠNG NGHỆ CHIA LỚP NGANG NGHIÊNG LỊ CHỢ KHẤU KHOAN NỔ MÌN CHỐNG GIÁ THỦY LỰC DI ĐỘNG CHO KHU CAO THẮNG... xuất sở cơng nghệ đào lị khoan nổ mìn, vận tải than lị chợ lò chuẩn bị máy cào + Đề xuất áp dụng công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động cho vỉa khu có điều... HỒN THIỆN MỘT SỐ THƠNG SỐ CỦA CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CHIA LỚP NGANG NGHIÊNG 3.1 Chiều cao lớp than đệm Qua phần giới thiệu công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng ta nhận thấy rằng: lò chợ khấu