Nghiên cứu khả năng tự cháy của các vỉa than ở một số mỏ vùng đông triều, uông bí quảng ninh và đề xuất giải pháp phòng ngừa hợp lý trong quá trình khai thác

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT oOo - PHẠM VĂN HUYÊN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TỰ CHÁY CỦA CÁC VỈA THAN Ở MỘT SỐ MỎ VÙNG ĐÔNG TRIỀU, NG BÍ - QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỊNG NGỪA HỢP LÝ TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 60520603 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRẦN XUÂN HÀ HÀ NỘI – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tự nghiên cứu kiến thức học thực tế cơng tác, có giúp đỡ đồng nghiệp, hướng dẫn PGS TS Trần Xuân Hà, sở tham khảo tài liệu ngồi nước chưa cơng bố tài liệu Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2015 NGƯỜI CAM ĐOAN Phạm Văn Huyên MỤC LỤC Mục NỘI DUNG Trang Lời cam đoan 2 Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục vẽ Mở đầu 10 Chương Đặc điểm địa chất vỉa than vùng Đơng Triều, ng Bí tình hình diễn biến tự cháy vỉa than thời gian qua 1.1 14 Đặc điểm chung vùng Đông Triều, ng Bí 14 1.1.1 Vị trí địa lý 14 1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 14 Đặc điểm địa chất vỉa than vùng Đơng Triều, ng Bí 16 1.2.1 Đặc điểm chung địa chất mỏ 16 1.2.2 Đặc điểm vỉa than 17 1.2.2.1 Về hình dạng vỉa 17 1.2.2.2 Phay phá, uốn nếp 18 1.2.2 Độ chứa than 18 1.2.2.4 Độ chứa khí 19 1.2.3 Xếp hạng mỏ 20 1.3 Tình hình diễn biến tự cháy vỉa than vùng Đơng Triều, ng Bí thời gian qua 22 Cháy mỏ than Hồng Thái 22 1.3.1.1 Cháy vỉa 24 năm 2004 22 1.3.1.2 Cháy vỉa 24 năm 2005 25 1.3.1.3 Cháy vỉa 24 năm 2008 26 1.3.1.4 Cháy vỉa 24 năm 2009 31 1.3.1.5 Cháy vỉa 12 Tràng Khê năm 2013 33 1.2 1.3.1 1.3.2 Cháy mỏ Khe Chuối - Xí nghiệp khai thác than 91 34 1.3.2.1 Cháy vùng khai thác vỉa năm 2007 34 1.3.2.2 Cháy vỉa năm 2011 39 1.3.3 Cháy công ty than Mạo Khê 41 1.3.4 Cháy mỏ than Đồng Vông 41 Nhận xét 44 1.4 Chương Đánh giá khả tự cháy than mỏ hầm lò vùng Đơng Triều, ng Bí - Quảng Ninh 46 2.1 Những hiểu biết chung than tự cháy 46 2.1.1 Khái niệm chung tự cháy than 46 2.1.2 Cơ chế, điều kiện, nguyên nhân yếu tố ảnh hưởng đến tượng than tự cháy 46 2.1.2.1 Cơ chế điều kiện ảnh hưởng đến tượng tự cháy 46 2.1.2.2 Nguyên nhân tượng than tự cháy 47 2.1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới tượng than tự cháy 47 2.1.2.4 Quá trình tự cháy than 52 2.1.2.5 Nguyên nhân tự cháy than 53 Các phương pháp nghiên cứu đánh giá khả ngăn tự cháy than giới 55 2.1.3.1 Phương pháp nghiên cứu than tự cháy Nhật Bản 56 2.1.3.2 Phương pháp nghiên cứu than tự cháy Ba Lan 57 2.1.3.3 Phương pháp nghiên cứu than tự cháy Viện ИГД (Nga) 64 2.1.3.4 Phương pháp nghiên cứu than tự cháy Trung Quốc 70 2.1.3.5 Nhận xét 73 Nghiên cứu xác định khả tự cháy than số mỏ vùng Đông Triều, ng Bí - Quảng Ninh 75 2.2.1 Lựa chọn phương pháp xác định than tự cháy 75 2.2.2 Kết nghiên cứu khả tự cháy vỉa than vùng Đơng Triều, ng Bí, tỉnh Quảng Ninh 75 2.1.3 2.2 2.2.2.1 Kết nghiên cứu thử nghiệm khả tự cháy than vỉa 24 Tràng Khê – Công ty TNHH MTV than Hồng Thái 75 2.2.2.2 Kết nghiên cứu thử nghiệm khả tự cháy than vỉa Khe Chuối, Công ty TNHH MTV than 91 84 2.2.2.3 Nghiên cứu đánh giá khả tự cháy than vỉa 12 Tràng Khê – công ty than ng Bí 96 Nhận xét 97 2.3 Nghiên cứu, đề xuất biện pháp chủ động ngăn ngừa Chương cháy nội sinh khai thác vỉa than vùng Đơng Triều, ng Bí - Quảng Ninh 3.1 98 Các giải pháp mở vỉa 98 3.1.1 Các giải pháp chung 98 3.1.2 Các giải pháp cụ thể 100 3.1.2.1 Sử dụng vữa xi măng cát có phụ gia đông kết nhanh để phun trám lên bề mặt than 101 3.1.2.2 Phun hoá chất Procem C ép vào bề mặt than 101 3.1.2.3 Đối với lò xuyên vỉa 101 Giải pháp hệ thống công nghệ khai thác 102 3.2.1 Các giải pháp chung 102 3.2.2 Các giải pháp cụ thể 106 3.2.2.1 Chèn lò bán phần dải bao cát 106 3.2.2.2 Đề xuất phương pháp bơm khí ni tơ vào khu vực phá hoả 110 3.2.2.3 Đề xuất phương pháp bơm hoá chất vào khu vực phá hỏa 119 3.3 Giải pháp thơng gió 123 3.4 Nhận xét 124 Kết luận kiến nghị 125 Kết luận 125 Kiến nghị 126 Danh mục cơng trình nghiên cứu tác giả 128 Tài liệu tham khảo 129 3.2 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Mục NỘI DUNG Trang 1.1 Đặc điểm độ chứa than vùng Đơng Triều, ng Bí 19 1.2 Loại mỏ xếp theo độ chứa khí mêtan tự nhiên 20 1.3 Tổng hợp kết xác định độ chứa khí mêtan vỉa than mức khai thác mỏ than hầm lị vùng Đơng Triều - ng Bí 20 1.4 Nồng độ khí đo gương lò - 45 vỉa Tây ngày 14/2/2012 41 2.1 Phân loại than tự cháy theo Quy chuẩn Ba Lan 60 2.2 Các yếu tố giá trị để dự báo hiểm họa cháy nội sinh 63 2.3 Phân loại than tự cháy chất bốc Vdaf > 18% 72 2.4 Phân loại than tự cháy chất bốc Vdaf ≤ 18% 72 2.5 Bảng tính U25TB mẫu than lấy đầu lò chợ vỉa 24 Tràng Khê 76 2.6 Bảng tính U25TB mẫu than lấy lị chợ vỉa 24 Tràng Khê 77 2.7 Bảng tính U25TB mẫu than lấy chân lò chợ vỉa 24 Tràng Khê 77 2.8 Bảng tính UO2 mẫu than đầu lò chợ vỉa 24 Tràng Khê 80 2.9 Bảng tính UO2 mẫu than lị chợ vỉa 24 Tràng Khê 80 2.10 Bảng tính UO2 mẫu than chân lò chợ vỉa 24 Tràng Khê 81 2.11 Để tính thời gian ủ nhiệt đầu lị chợ vỉa 24 Tràng Khê 81 2.12 Để tính thời gian ủ nhiệt lò chợ vỉa 24 Tràng Khê 82 2.13 Để tính thời gian ủ nhiệt chân lị chợ vỉa 24 Tràng Khê 83 2.14 Bảng tính U25TB mẫu than đầu lị chợ vỉa Khe chuối - Cơng ty TNHH TV than 91 85 2.15 Bảng tính U25TB mẫu than lấy lò chợ vỉa Khe 85 Chuối 2.16 Bảng tính U25TB mẫu than lấy chân lò chợ Vỉa Khe Chuối 86 2.17 Kết thí nghiệm tính tốn UO2 than đầu lò chợ vỉa Khe Chuối 86 2.18 Kết thí nghiệm tính tốn UO2 mấu than lấy lò chợ vỉa Khe Chuối 87 2.19 Kết thí nghiệm tính tính tốn UO2 mấu than lấy chân lò chợ vỉa Khe Chuối 87 2.20 Để tính thời gian ủ nhiệt đầu lò chợ vỉa Khe chuối 88 2.21 Để tính thời gian ủ nhiệt lị chợ vỉa Khe chuối 89 2.22 Để tính thời gian ủ nhiệt chân lò chợ vỉa Khe chuối 89 2.23 Kết phân tích mẫu khí ơxy hóa mẫu than vỉa mỏ Khe Chuối theo phương pháp Ba Lan 90 2.24 Hàm lượng khí sinh q trình ơxy hóa mẫu than 93 2.25 Giá trị số cháy tiêu chuẩn 93 2.26 Các yếu tố giá trị để dự báo hiểm họa cháy nội sinh điều kiện thực tế vỉa mỏ Hồ Thiên - Khe Chuối 91 2.27 Bảng tính U25TB mẫu than lấy vỉa 12 Tràng Khê công ty than ng Bí (số liệu thực Trung tâm cấp cứu mỏ - Vinacomin) 97 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Mục NỘI DUNG Trang 1.1 Bản đồ hành khu vực Đơng Triều, ng Bí 15 1.2 Sơ đồ đám cháy vị trí tường chắn vụ cháy vỉa 24 năm 2004 24 1.3 Sơ đồ đám cháy tường chắn vụ cháy lị +126 năm 2008 27 1.4 Sơ đồ vị trí lắp đặt quạt cục thơng gió cho lị chợ lò đào tránh đám cháy vụ cháy lò chợ vỉa 24 Tràng Khê năm 2008 29 1.5 Sơ đồ vị trí đám cháy đặt tổ hợp Nitrogen dập cháy vụ cháy vỉa 24 năm 2009 32 1.6 Sơ đồ cháy vỉa Khe Chuối năm 2007 38 1.7 Sơ đồ cháy vỉa năm 2011 40 1.8 Sơ đồ cháy vỉa 1C Đông Tràng Bạch công ty than Đồng Vông 43 2.1 Sơ đồ thiết bị thí nghiệm theo phương pháp Nhật Bản 56 2.2 Biểu đồ xác định q trình xy hóa mẫu than theo phương pháp Nhật Bản 56 2.3 Thiết bị xác định khả tự cháy than theo phương pháp Balan 58 2.4 Sơ đồ thiết bị thí nghiệm theo phương pháp viện ИГД (Nga) 65 2.5 Quan hƯ gi÷a h»ng sè vËn tèc hÊp phơ xy vµ thêi gian 67 2.6 Thí ngiệm xác định mức độ hấp phụ ô xy phương pháp nhiệt (phương pháp xy hố chậm 25oC) 76 2.7 Phân tích khí thu tổ hợp sắc ký khí VARIAN GP 3800 77 2.8 Thí nghiệm xác định mức độ xy hố than phương pháp gia nhiệt 79 2.9 Biểu đồ biến đổi hàm lượng loại khí gia nhiệt mẫu than 91 2.10 Biểu đồ biến đổi hàm lượng loại khí cacbua hydro gia nhiệt mẫu than 92 2.11 Biểu đồ tương quan số cháy WP1 nhiệt độ mẫu than gia nhiệt 94 2.12 Biểu đồ tương quan số cháy WP2 nhiệt độ mẫu than gia nhiệt 90 2.13 Biểu đồ tương quan số cháy WP3 nhiệt độ mẫu than gia nhiệt 95 3.1 Sơ đồ xếp dải bao cát lò chợ vỉa 24 Tràng Khê 108 3.2 Sơ đồ xếp bao cát thường kỳ 109 3.3 Sơ đồ phun khí ni tơ vào khu vực kết thúc khai thác 110 3.4 Sơ đồ phân bố vùng có nguy cháy sau khu vực phá hỏa 112 3.5 Sơ đồ phun khí ni tơ vào khu phá hỏa lò chợ khai thác áp dụng cho Vỉa Khe Chuối 114 3.6 Sơ đồ phun khí trơ vào phía sau lị chợ khai thác vỉa Khe Chuối 115 3.7 Sơ đồ xây dựng tường chắn theo kiểu míp lị Nhật Bản (tường xây dựng lò bằng) 117 3.8 Sơ đồ xây dựng tường chắn theo kiểu míp lị Nhật Bản lò dốc 118 3.9 Sơ đồ lắp đặt đường ống để phun hoá chất vào khu vực khai thác 122 10 MỞ ĐẦU Cháy nội sinh tượng tự cháy than vỉa Cháy nội sinh xảy q trình xy hố than vỉa than dẫn đến tăng nhiệt độ liên tục đạt đến nhiệt độ định (nhiệt độ bắt cháy) than tự bốc cháy Cháy nội sinh nguy hiểm sản phẩm phản ứng cháy nội sinh sinh nhiều loại khí độc cháy nội sinh nguyên nhân gây nổ khí, nổ bụi than hầm lò Tuy số lượng vụ cháy nội sinh xảy không nhiều so với tai nạn khác, thiệt hại gây lớn đồng thời nhiều thời gian để xử lý Trên giới xảy nhiều vụ cháy nội sinh, lịch sử khai thác than hầm lò Việt nam xảy số vụ cháy mỏ mà ngun nhân cho than có tính tự cháy Các vụ cháy nội sinh xảy mỏ: Phấn Mễ - Làng Cẩm, Khe Bố, Khe Chuối - Công ty TNHH MTV 91, Tràng Khê - Cơng ty TNHH MTV than Hồng Thái, ng Bí, Khánh Hòa, v.v Các vụ cháy tiềm ẩn nhiều nguy gây an tồn, khó kiểm sốt ảnh hưởng nhiều đến hoạt động sản xuất mỏ, đặc biệt phải tăng thêm chi phí xử lý, làm tăng giá thành, giảm hiệu khai thác Chính việc nghiên cứu khả tự cháy vỉa than quan trọng, để từ đưa phương pháp phịng ngừa kiểm sốt khả tự cháy đảm bảo an toàn trình khai thác mỏ Tính cấp thiết đề tài Cháy vỉa than khai thác mỏ hầm lò gây hậu đặc biệt nghiêm trọng: Do khơng gian chật hẹp nên sản phẩm khí cháy chủ yếu CO, CO2, đặc biệt khí CO khí độc đặc biệt nguy hiểm lan tỏa đường lị đe dọa tính mạng sức khỏe người lao động ngồi cháy mỏ cịn làm trì trệ sản xuất, hư hỏng cơng trình mỏ Cháy vỉa than khơng ngăn chặn 116 Chọn vị trí xây dựng vào khu vực lị ổn định, có chiều dài từ mét đến mét Tạo rạch vào nóc, hơng lị đến đất đá bền vững; Xây dựng 02 vách ngăn gỗ hai đầu tường chắn, dán lớp vải lọc cho nước thấm qua phun vào hai lớp vách hỗn hợp nước tro xỉ nhà máy điện Nước ngấm qua lớp vải lọc tro xỉ giữ lại Dưới linh hoạt nước tro xỉ hồ trộn, chui vào tất kẽ nứt lẻ làm kín tuyệt đối khu vực cách ly Sơ đồ xây dựng tường chắn theo kiểu míp lị hình 3.7 lị dốc thoải hình 3.8 họng sáo có độ dốc lớn Việc xả khí ni tơ phải đưa vào tận tâm vùng mà không để ni tơ tự khuếch tán từ sau tường chắn họng sáo trình bày Việc thực sau: Cũng với chu kỳ 25 đến 30 mét chuẩn bị chuyển luồng lò chợ thực đặt ống kim loại đường kính từ 32 mm đến 35 mm dọc theo lò chợ Trên thân ống tổ chức khoan số lỗ nhỏ đường kính 6mm đến 8mm Chiều dài đường ống 2/3 chiều dài lò chợ Đầu ống bịt kín khoan lỗ nhỏ thân ống Mục đích để phun khí ni tơ vào trung tâm vùng khơng ô xy tiếp súc với than Chu kỳ phun khí ni tơ thực phương pháp nêu Với loại tường chắn áp dụng cho tất vị trí cần cách ly, kể cách ly khu vực khai thác 117 Lớp vải lọc Dầm ống kiểm tra Dầm Van ống lấy mẫu khí Ống bơm nước tro xỉ Dây cáp cô Ф 16 nước +tro xỉ Lớp ván gỗ Cột Ống thoát nước - 8mét Hình 3.7 Sơ đồ xây dựng tường chắn theo kiểu míp lị Nhật Bản (tường xây dựng lị bằng) 118 ống kiểm tra, lấy mẫu Lớp vải lọc Lớp vách gỗ Dầm Dây cáp cô Ф 16 van Ống nước Nước + tro xỉ Hình 3.8 Sơ đồ xây dựng tường chắn theo kiểu míp lị Nhật Bản lò dốc 119 3.2.2.3 Đề xuất phương pháp bơm hoá chất vào khu vực phá hỏa Cũng với việc ngăn chặn tượng ủ nhiệt vùng trình bày phần 3.2.2.2 thay phun khí ni tơ ta phun loại hố chất có khả thu nhiệt ngăn khơng cho xy tiếp xúc với than Hoá chất ngăn ngừa cháy hợp chất hoá học chống lại khả tự cháy than Hố chất chống cháy hồ tan nước hợp chất vơ hay hữu clorua can xi, muối ăn, clorua amôn, vôi bột, cacbonat amôn, urefomandehit, v.v Những hợp chất hoá học sử dụng để chống lại phản ứng cháy, bao bọc bề mặt than màng mỏng, lấp kín lỗ hổng khe hở khối than trụ bảo vệ Như hợp chất chống cháy việc làm giảm phản ứng cháy bề mặt than với xy cịn bịt kín khe hở, khe nứt ngăn ngừa tiếp súc ô xy đường thẩm thấu Các nhà khoa học đưa kết nghiên cứu sử dụng dung dịch 20% canxi clorua (CaCl2) thấm vào mẫu than có khả tự cháy cao làm thí nghiệm theo phương pháp viện ИΓД, than từ chỗ có khả tự cháy trở nên khơng cịn khả tự cháy Sử dụng amoni cacbonat [(NH4)2CO3] với nồng độ dung dịch 5% làm khả hấp phụ ô xy giảm nhiệt độ 20oC 1,6 lần 70oC lần Dung dịch amoni cacbonat hợp chất thu nhiệt độ giải phóng cacbonic ammoniac làm giảm nhiệt phản ứng cháy, làm giảm hàm lượng ô xy cuối làm giảm khả hấp phụ ô xy bề mặt than Amoni clorua (NH4Cl) làm giảm khả ô xy hoá 1,6 lần với hàm lượng dung dịch nhỏ canxi clorua lần (khoảng 6%) [10] Dung dịch bicacbonat canxi bão hoà chất ngăn cháy nội sinh tốt nghiên cứu áp dụng để bảo quan than tự cháy đống Người ta thí nghiệm tạo bicacbonat canxi cách cho sục khói lị vào dung dịch nước vơi Phản ứng tạo bicacbonat canxi sau [6]: 120 3CO2 + 2Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 + H2O + CaCO3 Người ta thực nghiệm dùng kg vơi bột hồ tan 1500 lít nước đem sục khói lị thử dung dịch giấy quỳ chuyển sang mầu đỏ (tức chuyển sang tính a xít đủ để bảo quản cho 24 than tự cháy lấy từ mỏ Na Dương đổ thành lớp dày 0,5 mét, dùng dung dịch vừa điều chế phun lên bề mặt than với tỷ lệ 6% so với trọng lượng than Kết thực nghiệm cho thấy than bảo quản theo phương pháp sau thời gian dài khơng xảy tượng tự cháy Có kết phun bicacbonat canxi lên bề mặt than xảy phản ứng phân huỷ tạo thành CO2 theo phương trình: Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O Khí CO2 bị giữ chặt bề mặt than nên than khơng cịn khả hấp phụ xy nữa, đồng thời cịn khả phá huỷ perơxit trung gian hoạt động có sẵn vừa sinh q trình xy hố Có nhiều hố chất để lựa chọn tuỳ theo cách bảo quản mức độ thân thiện với môi trường không gây độc hại cho người Với kết nghiên cứu chọn amoni cacbonat [(NH4)2CO3] loại hố chất có sẵn thị trường Khi sử dụng pha với nước với nồng độ 5% theo khối lượng đem phun vào khu vực khai thác Hoặc trộn vôi bột với nước theo tỷ lệ kg 1500 lít nước sục khí CO2 thử giấy quỳ chuyển sang màu đỏ để phun vào vùng phá hoả phía sau lị chợ Do dung dịch chất lỏng thường có khả chảy xuống nên để phun vào khu vực phía sau lò chợ khai thác, thực sau: Do vỉa than vùng Đơng Triều, ng Bí có độ dốc từ dốc thoải đến dốc nghiêng nên ta đặt đường ống thép đường kính 32mm đến 35mm theo phương lò chợ lò Cứ luồng chuẩn bị chuyển luồng ta lại nối ống với chiều dài bước khấu lò chợ Các ống nối với 121 “giắc co” Trên đoạn ống thực khoan lỗ ф 6mm ÷ ф 8mm dùng đầu bịt lại để bảo vệ ren chống đất đá bịt miệng ống Các vị trí đặt ống đánh dấu để dễ nhớ Mỗi chu phun 30 mét, khu vực vùng vùng có nguy cháy cao nên ta đặt ống theo phương pháp sau: Khi đặt 30 mét ống có khoan lỗ ta tiếp tục đặt hàng ống có khoan lỗ song song với hàng ống thực lắp đặt song song hai hàng ống hàng ống cũ nối với ống không khoan lỗ hàng ống lắp với ống có khoan lỗ Khi đặt hàng ống 30 mét tổ chức bơm hoá chất vào đường ống đặt trước lại tiếp tục đặt hàng ống có khoan lỗ nối với đường ống chưa bơm hoá chất đoạn ống không khoan lỗ Khoảng cách hàng ống chọn vào khoảng 20 mét đủ để dung dịch ngấm xuống thời gian khoảng ca bơm Như lò chợ dài 80 mét ta cần đặt hàng ống Hàng cách lò dọc vỉa vận tải 20 mét hàng cuối đặt lị dọc vỉa thơng gió Khi lò chợ khấu 60 mét ta thực nối hàng ống với máy bơm lò dọc vỉa thơng gió để bơm dung dịch amoni cacbonat 5% dung dịch bicacbonat canxi với áp suất > 2atm vào để dung dịch chảy qua lỗ khoan sẵn chảy vào khu vực phá hoả Thứ tự bơm hàng trước Theo dõi lượng tiêu hao dung dịch Khi thấy dung dịch chảy theo lị vận tải dừng bơm, xác định lượng dung dịch dùng chuyển lên hàng Từ hàng thứ hai trở lên, hàng bơm với lượng dung dịch với lượng dung dịch bơm với hàng Đối với lò chợ dốc hàng ống có cốt cao thấp 20 mét so với lị dọc vỉa thơng gió khơng cần bơm mà cần nối ống dẫn với nguồn hố chất nối với đầu hàng ống Khi áp suất thuỷ tĩnh dung dịch hoá chất tự chảy vào khu vực phá hoả qua lỗ khoan sẵn Sơ đồ đặt đường ống hình 3.9 122 123 Đối với giải pháp phun hố chất cơng việc chuẩn bị chuyển luồng quan trọng Cịn bơm hố chất tiến hành cơng việc lị chợ cách bình thường Tuy nhiên hố chất thể lỏng nên thường nằm sát lị Vì vỉa than khơng có lớp than mỏng nằm vách giải pháp hiệu vùng phá hoả chủ yếu than cịn sót lại lị Đối với vỉa than có lớp than kẹp nằm vách giải pháp hạn chế phát huy tác dụng hố chất khơng “chảy ngược” lên vị trí phần than Khi nên sử dụng phương pháp phun khí ni tơ vào phía sau lị chợ (đã nêu phần 3.2.2.2.) 3.3 GIẢI PHÁP VỀ THƠNG GIĨ Lựa chọn chế độ thơng gió phù hợp Cần cung cấp lưu lượng lớn, hạ áp nhỏ, thực mạng gió đơn giản, độc lập.Tránh có chênh lệch hạ áp hai luồng gió gần Cần tránh thơng gió nối tiếp cho khu vực xa cách Không cho phép hạ áp h > 200 mmH2O mỏ có nguy cháy nội sinh * Giảm lưu lượng gió rị qua khu vực phá hỏa phía sau lị chợ - Ngun nhân trực tiếp dẫn đến tượng than tự cháy rị gió vào khu vực khai thác Để ngăn ngừa tình trạng tự cháy khu vực phá hỏa phía sau lò chợ khu vực kết thúc khai thác, đề xuất thực biện pháp sau: - Tính tốn thơng gió khu vực lị chợ nhằm làm giảm rị gió vào khu vực khai thác, thông qua việc làm giảm chênh lệch áp suất hai đầu lò chợ chênh lệch áp suất khơng khí ngồi trời với đường lị dọc vỉa thơng gió; - Xây dựng tường chắn bịt họng sáo để cách ly khu vực phá hỏa phía sau lị chợ tránh lượng gió rị qua họng sáo vào khu vực phá hỏa theo kiểu míp lị; 124 Tiến hành san gạt mặt nhằm giảm khe nứt gây rị gió nước xuống khu vực khai thác, phá hỏa Công tác kiểm tra thường xuyên phát có khe nứt, hố sụt nút để tiến hành san lấp mặt 3.4 NHẬN XÉT - Các giải pháp nêu có số giải pháp theo quy định chung, số giải pháp ứng dụng, kiểm chứng, số giải pháp đề xuất - Riêng giải pháp đề xuất phun trám xí măng cát vào thành đường lị đào than, bơm hố chất vào khu vực phá hoả, xây dựng tường chắn theo kiểu míp lị hồn tồn Việt Nam - Đối với giải pháp phun khí ni tơ vào khu vực kết thúc khai thác đề xuất thay tường chắn bao cát đất sét tường chắn gạch tường chắn theo kiểu míp lị - Đối với giải pháp phun khí ni tơ vào khu vực phá hoả phía sau lị chợ để xuất bổ sung đưa ống dẫn khí lên tận trung tâm vùng để khí ni tơ chiếm chỗ khơng khí khu vực phá hoả - Giải pháp phun hoá chất giải pháp mới, chưa áp dụng vào hầm lò qua q trình nghiên cứu làm thí nghiệm cho thấy giải pháp đơn giản, khả thi, áp dụng vỉa than khơng có lớp than mỏng nằm đá vách trực tiếp Các giải pháp áp dụng cách hợp lý ngăn ngừa hữu hiệu tượng tự cháy than trình khai thác 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I- KẾT LUẬN Cháy vỉa than khai thác hầm lò gây hậu đặc biệt nghiêm trọng: Đó việc khai thác mỏ bị ngừng trệ, cơng trình mỏ bị phá hủy, tài ngun bị lãng phí Cháy than điều kiện thiếu ơxy sinh khí CO khí độc lan tỏa đường lị đe đọa tính mạng sức khỏe người lao động Luận văn lựa chọn phương pháp nghiên cứu xác định khả tự cháy than sau nghiên cứu phương pháp đánh giá khả tự cháy Nhật Bản, phương pháp ơxy hóa điều kiện đẳng nhiệt Viện ИГД – Nga, phương pháp đánh giá khả tự cháy Olpinski Ba Lan phương pháp Trung Quốc Về tương lai áp dụng phương pháp đánh giá Ba Lan Trong chưa đầu tư thiết bị theo phương pháp với điều kiện Việt Nam thực đánh giá theo phương pháp viện ИГД - Nga Với phương pháp áp dụng tính tốn xác định than vỉa 24 Tràng Khê, vỉa Khe Chuối vỉa 12 Tràng Khê có tính tự cháy Thời gian ủ nhiệt than vỉa Mỏ Khe Chuối - Công ty 91 khoảng tháng vỉa 24 Công ty TNHH MTV than Hồng Thái 2,5 tháng điều kiện khai thác bình thường khơng có biện pháp ngăn ngừa xuất hiện tượng than tự cháy Trên sở xác định tính tự cháy thời gian ủ nhiệt than đưa giải pháp phòng chống như: giải pháp mở vỉa: thực phun trám vữa xi măng đông kết nhanh bơm ép hố chất vào thành đường lị đào than để ngăn ngừa than tự cháy Giải pháp công nghệ hệ thống khai thác: cần phải đẩy nhanh tốc độ khai thác tránh để lại than sau khu vực phá hỏa; giải pháp chèn lò bán phần chống giữ lò chợ gỗ thuỷ lực đơn; chống giữ lị chợ bán giới giới (như giá chống, 126 dàn chống) áp dụng giải pháp phun khí nitơ vào khu vực phá hỏa sau lò chợ nhằm làm giảm lượng ơxy vùng có nguy cháy cao xuống mức trì cháy; giải pháp phun hố chất vào khu vực phá hoả phía sau lò chợ để ngăn ngừa nguy tự cháy Giải pháp thơng gió nhằm điều tiết mạng gió cung cấp lưu lượng gió cho hộ tiêu thụ hợp lý tránh tượng rị gió vào khu vực phá hỏa phía sau lị chợ theo phương thức tăng lưu lượng giảm hạ áp tức phải giảm sức cản đường lò cách mở rộng tiết diện đường lị Tuy nhiên phương pháp khơng phải lúc thực mà nên xây dựng tường chắn cách ly theo kiểu míp lị họng sáo lò dọc vỉa Tổ chức san lấp mặt khu vực khai thác gần mặt đất để tránh tượng rị gió từ trời qua vùng khai thác vào lò hạ áp quạt tạo II KIẾN NGHỊ Để hạn chủ động ngăn ngừa tượng cháy nội sinh trình khai thác vỉa than khu vực Đơng Triều - ng Bí, tác giả có số kiến nghị sau: Trong thăm dị ngồi việc phân tích thành phần hố học, lý học, độ chứa khí than cần đưa than vào làm thí nghiệm đánh giá khả tự cháy thời gian ủ nhiệt than để có biện pháp ngăn ngừa, phòng chống hữu hiệu, để từ lựa chọn sơ đồ mở vỉa, công nghệ khai thác, phương pháp thơng gió có giải pháp hợp lý Khi tiếp cận tới mức vỉa than vùng tiến hành khai thác vỉa than xác định có tính tự cháy cần chủ động lấy mẫu xác định tính tự cháy than để chủ động việc lựa chọn giải pháp phòng ngừa khả tự cháy Việc lấy mẫu than đánh giá khả tự cháy cần thực thường kỳ, không chờ cháy thực 127 Đối với vỉa than xác định có tính tự cháy chống gỗ cột thuỷ lực đơn nên áp dụng phương pháp chèn lị bán phần dải bao cát để đảm bảo khai thác an toàn Căn vào kết nghiên cứu tính tự cháy thời gian ủ nhiệt than để đẩy nhanh tốc độ tiến gương lị chợ để đẩy vùng phá hỏa phía sau lị chợ có khả ơxy hóa cao vùng khơng có khả ơxy hóa Khi lị chợ chống giá chống giàn chống áp dụng phịng ngừa cháy phương pháp phun khí ni tơ bơm hoá chất vào vùng khai thác để chủ động ngăn ngừa than ủ nhiệt gây nên cháy Đối với giải pháp phun hoá chất cần tiến hành thí điểm có tổng hợp đánh giá trước áp dụng cách phổ biến Cách ly khu vực khai thác họng sáo nên sử dụng phương pháp míp lị để đảm bảo kín thực chất, làm kín tuyệt đối khu vực cần cách ly./ 128 DANH MỤC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ Phạm Văn Huyên (2014) Nghiên cứu tự cháy vỉa than điều kiện Việt Nam – Tăng trưởng xanh hoạt động khoáng sản Việt Nam - Hội nghị Khoa học Kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XXIV – Tuyển tập Báo cáo – Nhà xuất Công thương 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO Alois Adamus, Ing Václav Poska (2003), Monitoring of nitrogen infusion technology, Prroceeding of the 1th International Mines Rescue Conference, - October 2003 Johannesburb, Andrzei Struminki (1996), Zwalczanie Pozarow W Kopalniach Glebinowych, Katowice - Chống cháy mỏ than sâu (Lý Mạnh Thắng Biên dịch); Bộ Công Thương (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn khai thác than hầm lò, QCVN 01:2011/BCT; Trần Xuân Hà nnk (2012), An toàn vệ sinh lao động khai thác mỏ hầm lò - NXB Khoa học Kỹ thuật; Phùng Quốc Huy, Nhữ Việt Tuấn nnk (2013), Báo cáo theo dõi, đánh giá, hoàn thiện phương án phun khí ni tơ vào khu vực có nguy tự cháy vỉa - mỏ Khe chuối - công ty TNHH TV than 91, Trung tâm An tồn mỏ - Viện Khoa học cơng nghệ mỏ; Trịnh Ích, Trần Mạnh Trí (1966), Tác dụng xy hố q trình tự cháy than, biện pháp phịng ngừa bảo quản, Tạp chí Địa chất số 63 (11); R.M Krichevsky, S.I Kheifis, V.V Vladimiarsky (1989), Nghề mỏ - Tuyển tập bách khoa toàn thư - Tập VI: Chống nổ khí bụi than, chống cháy mỏ, NXB Khoa học kỹ thuật công nghiệp than Matxcơva (Trần Phú Biên dịch); 130 Tập Đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam (2006), Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam giai đoạn 2006 - 2015 có xét triển vọng đến 2025, Hà Nội; Lê Văn Thao nnk (2008), Báo cáo kết đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu nguyên nhân cháy than vỉa than biện pháp phòng ngừa q trình khai thác Tập đồn cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt nam; 10 Lê Văn Thao, KS Trương Văn Lợi, KS Đào Danh Phượng (1993), Báo cáo đề tài Nghiên cứu nguyên nhân biện pháp phòng chống cháy cho vỉa than mỡ - Viện nghiên cứu KHKT mỏ - Bộ Năng lượng; 11 Nhữ Việt Tuấn nnk (2013), Nghiên cứu, đánh giá tính tự cháy than Vỉa mỏ Khe Chuối - công ty 91, Viện khoa học công nghệ mỏ; 12 Trung tâm An toàn Mỏ - Viện KHCN Mỏ (2009), Báo cáo kết xác định độ chứa khí mêtan vỉa than vùng Quảng Ninh; 13 Viện Khoa học cơng nghệ mỏ (2013), Dự án đầu tư phịng thí nghiệm nghiên cứu khả tự cháy than để lập biện pháp phòng ngừa cháy nội sinh ... giá khả tự cháy than Việt Nam; - Nghiên cứu, đề xuất giải pháp nhằm ngăn ngừa hữu hiệu khả tự cháy than khai thác vỉa than vùng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết,... gây ô nhiễm môi trường Chính đề tài ? ?Nghiên cứu khả tự cháy vỉa than số mỏ vùng Đơng Triều, ng Bí - Quảng Ninh đề xuất giải pháp phòng ngừa hợp lý trình khai thác? ?? mang ý nghĩa thực tiễn cấp thiết... tồn khai thác mỏ hầm lị bảo vệ mơi trường, tài ngun khống sản tránh gây hậu cháy mỏ Đề tài nghiên cứu khả tự cháy vỉa than đưa phương pháp nghiên cứu khả tự cháy than đề xuất giải pháp ngăn ngừa