Nghiên cứu giải pháp thi công các đường lò bằng trong khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng tại công ty than mạo khê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - A CHT NGUYễN Văn Tùng Nghiên cứu giải pháp thi công đường lò khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê LUN VN THC S K THUT H NỘI – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG I HC M - A CHT NGUYễN Văn Tùng Nghiên cứu giải pháp thi công đường lò khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm MÃ số: 60580204 LUN VN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Ngơ Dỗn Hào i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tùng ii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC h×nhVẼ Mở đầu Lời cảm ơn Ch­¬ng 1.Tỉng quan công tác đào lò khai thác than giíi vµ ViƯt Nam 1.1 Tổng quan cơng tác đào lò khai thác than giới 1.2 Tổng quan cơng tác đào lị khai thác than Việt Nam Chương Thực trạng thi cơng lị mỏ than Mạo Khê 11 2.1.Thực trạng địa chất đường lị thi cơng mỏ than Mạo Khê 11 2.1.1 Địa tầng 11 2.1.2 Đặc điêm vỉa than Mạo Khê 14 2.1.3 Địa chất thủy văn 16 2.1.4 Địa chất cơng trình 16 2.2.Thực trạng khí mỏ đường lị thi cơng khu vực đất 17 có khí bụi nổ siêu hạng mỏ than Mạo Khê 2.3 Các cố sẩy thi cơng lị mỏ than Mạo Khê 19 2.3.1 Sự cố cháy lò DV mức -45 quay Tây vỉa 9T tầng -80/-25 19 2.3.2 Sự cố cháy nổ khí mêtan lị XVTBI mức -80 20 2.4 Thực trạng hệ thống đường lò đào đá mỏ than Mạo 21 Khê 2.4.1 Khu TBI TBII 21 2.4.2 Khu ĐBI 21 2.4.3 Khu ĐNI, II 21 2.4.4 Khu TNI 22 iii 2.5 Các thực trạng thi cơng đường lị đào đá mỏ than Mạo 24 Khê 2.5.1.Công nghệ đào đường lò đá với tiết diện Sđ 16m2 28 2.6 Công tác chuẩn bị phục vụ cho đào lò mỏ Mạo Khê 29 2.7 Nhận xét 30 Chương Những yếu tố ảnh hưởng tới an tồn thi cơng đường 32 lị điều kiện đất đá có khí bụi nổ siêu hạng 3.1 Nguồn gốc, mức độ nguy hiểm khí độc khí nổ sinh 32 trình đào lị 3.1.1 Khí độc 32 3.1.2 Ngun nhân hậu nổ khí mêtan (CH4) 34 3.1.2.1 Khái niệm 34 3.1.2.2 Các phương pháp xác định hàm lượng khí mêtan than 35 3.1.2.3 Phân loại mỏ theo khí mêtan 36 3.1.2.4 Điều kiện gây nổ khí mêtan 36 3.2.Những yếu tố gây an toàn cháy nổ thi cơng đường lị 40 đào đá 3.2.1.Ảnh hưởng thơng gió mỏ 40 3.2.1.1.Sơ đồ thơng gió 40 3.2.1.2.Tính lưu lượng gió cung cấp cho gương lò 43 3.2.2.Sơ đồ đào gương 46 3.2.3.Phương pháp phá vỡ đất đá gương (đào lò) 47 3.2.3.1.Đào phá đất đá phương tiện thủ công 47 3.2.3.2.Đào phá đất đá búa chèn 47 3.2.3.3.Đào lò súng bắn nước 49 3.2.3.4.Đào máy liên hợp Kombai 50 3.2.3.5.Đào lị khoan nổ mìn 51 3.2.4.Ảnh hưởng kết cấu chống 54 3.2.4.1.Khung chống gỗ 54 3.2.4.2.Khung chống kim loại 55 iv 3.2.4.3.Vỏ chống bêtông bêtơng cốt thép 55 3.2.4.4.Vì neo 56 3.2.5.Sơ đồ thi cơng 56 3.2.6 Yếu tố bố trí thiết bị 57 3.2.6 Ý thức người quản lý người lao động trực tiếp 58 3.2.6 Khoan tháo khí mêtan 58 Chương Đề xuất giải pháp thi công đường lị khu vực đất đá có 64 khí bụi nổ siêu hạng 4.1 Phân tích đánh giá lựa chọn giải pháp thi cơng an tồn cháy nổ thi 64 cơng đường lị mỏ siêu hạng khí CH4 4.1.1.Lựa chọn phương pháp phá đá gương lò 64 4.1.2.Lựa chọn sơ đồ đào gương 64 4.1.3.Lựa chọn sơ đồ chống giữ 65 4.1.4.Tổ chức thơng gió 65 4.1.5.Lựa chọn thiết bị thi công phụ trợ thi công 67 4.2.Đề xuất giải pháp an tồn thi cơng đường lị khu vực mỏ 67 siêu hạng khí nổ mêtan 4.2.1.Giải pháp thi công 67 4.2.2.Một số yêu cầu phịng chống cháy nổ khí mêtan 69 4.2.3.Ngăn ngừa cháy mỏ dẫn đến cháy nổ CH4 70 4.2.4.Lắp đặt thiết bị đo cảnh báo khí Mêtan 71 4.2.5.Phương án tháo khí 73 4.2.6.Giải pháp tổ chức quản lý 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 v DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Đặc điêm vỉa than Mạo Khê 15 2.2 Tính chất lý đất đá 17 2.3 Phân loại mỏ có cấp khí nổ mêtan (CH4) 18 2.4 Độ khí xếp loại mỏ Mạo Khê năm 2012 19 2.5 Các đường lò đào đá mỏ than Mạo Khê 22 2.6 Đặc tính kỹ thuật máy khoan khí nén phịng nổ YT-28 26 2.7 Đặc tính kỹ thuật máy xúc phịng nổ XD - 0-32 27 2.8 Đặc tính kỹ thuật tàu điện phòng nổ AM-8D 27 2.9 Đặc tính kỹ thuật máy khoan Tamrốc CDH 1F/E50 29 3.1 Tính chất, mức độ nguy hiểm nguyên nhân sinh 32 loại khí độc 3.2 Giới hạn cho phép số khí độc khơng khí 34 3.3 Phân loại mỏ theo lưu lượng khí mêtan tương đối 36 3.4 Giới hạn nổ số khí nổ khơng khí, 37 điều kiện bình thường, theo phần trăm thể tích 3.5 Nồng độ nổ khí mêtan theo nhiệt độ 38 3.6 Thời gian gây nổ khí mêtan phụ thuộc vào nồng độ 39 nhiệt độ gây nổ 3.7 Thời gian chậm nổ kớp vi sai an tồn phịng nổ Trung 53 Quốc 3.8 Thời gian chậm nổ kip vi sai an tồn phịng nổ Bộ 54 Quốc phịng sản xuất 4.1 Tổng hợp giải pháp thi công phù hợp đào lò đất 68 đá mỏ siêu hạng khí nổ CH4 4.2 Các loại máy đo khí cầm tay mỏ Mạo Khê 73 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình vẽ hình vẽ 1.1 Biểu đồ khai thác than nước đứng đầu giới Trang 1.2 Hầm khai thác mỏ Excelsior (Anh) 1.3 Đào lò vận chuyển đất đá thủ cơng 1.4 Đào lị máy, chống lị thép 1.5 Đào lị bng mỏy Kombai 10 2.1 Sơ đồ phân khối kiến tróc bĨ than Qu¶ng Ninh 14 2.2 Sơ đồ đường lò mỏ than Mạo Khê 23 2.3 Sơ đồ đào lò đá mỏ than Mạo Khê 26 2.4 Sơ đồ đào lò máy xúc phòng nổ XD - 0-32 28 2.5 Máy khoan Tam rốc CDH 1F/E50 28 3.1 Giới hạn nổ khí CH4 khơng khí 39 3.2 Sơ đồ thơng gió đẩy 41 3.3 Sơ đồ thơng gió hút 42 3.4 Sơ đồ thơng gió hỗn hợp 43 3.5 Sơ đồ đào chia gương 47 3.6 Đào lò dọc vỉa đồng cặp búa chèn 49 3.7 Sơ đồ đào lò máy Kompai 50 3.8 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tháo khí mêtan 60 3.9 Hệ thống máy khoan WDP-1C, WDP-2A 61 3.10 Hệ thống máy khoan WD-02EA, WD-02H 62 3.11 Hệ thống máy khoan WDH-1, WDH-2 62 3.12 Sơ đồ bố trớ thiết bị tháo khí lỗ khoan vách 63 4.1 Sơ đồ nối quạt thơng gió cục FBDY 6.0/2x18,5 66 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nhu cầu lượng thiếu quốc gia giới Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, người tìm nhiều nguồn lượng lượng nguyên tử, lượng mặt trời, lượng gió… Tuy nhiên than nguồn cung cấp lượng sử dụng nhiều quốc gia giới Đặc biệt với điều kiện Việt Nam nay, than nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú Đó nguồn lượng quan trọng phục vụ sản xuất đời sống tương lai gần than nguồn lượng khơng thể thiếu Do cần phải khai thác sử dụng cách hợp lý Trong năm qua, Tập đồn Cơng nghiệp than khống sản Việt Nam trọng đầu tư khai thác than hầm lị, khơi phục mỏ cũ, xây dựng mỏ xuống sâu nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng Việc khai đào hệ thống đường lò chuẩn bị xuống sâu gặp nhiều khó khăn trang thiết bị, nhân cơng, thơng gió, nước, vận chuyển đặc biệt q trình đào lị xuống sâu ln tiềm ẩn hiểm họa cháy nổ khí bụi nổ, đặc trưng cháy nổ khí mêtan làm thiệt hại lớn người vật chất Trong phải kể đến vụ cháy nổ khí mêtan Công ty than Mạo Khê ngày 19/9/1999 làm thiệt mạng 19 người Công ty than Khe Chàm ngày 8/12/2008 làm 11 người thiệt mạng … Vì nghiên cứu giải pháp thi cơng an tồn cho đường lị khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê vấn đề cần thiết cấp bách Mục đích nghiên cứu Đưa giải pháp thi cơng an tồn cho đường lị khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Các đường lò đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng 3.2 Phạm vi nghiên cứu Các đường lò đào đá mỏ than Mạo Khê Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan công tác thi công đường lò đào đá Việt Nam giới - Những yếu tố ảnh hưởng đến thi cơng đường lị đào khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng - Nghiên cứu thực trạng thi cơng đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê - Nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng tới thi công đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê - Các giải pháp kỹ thuật thi công đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê - Đề xuất kiến nghị Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tế sản xuất đưa giải pháp thi công phù hợp vào thực tiễn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Phân tích, đánh giá giải pháp thi cơng điều kiện mỏ có khí bụi nổ siêu hạng, đề xuất giải pháp thi cơng an tồn hợp lý - Ý nghĩa thực tế: Các giải pháp thi công đề xuất có thêm phần lựa chọn cho mỏ than Mạo Khê, nhằm đảm bảo an tồn thi cơng đường 66 mêtan gương lò từ khe nứt, làm tăng hàm lượng khí mêtan gương lị làm tăng nguy cháy nổ khí mêtan + Thơng gió hút tạo điều cho khí mêtan nhanh chóng khỏi khe nứt làm giảm hàm lượng khí tích tụ gương Điều góp phần tích cực vào việc hạn chế cháy, nổ khí mêtan Chính mà thi cơng đường lị mỏ siêu hạng khí nổ thiết phải sử dụng phương pháp thơng gió hút - Đấu nối quạt cục thơng gió: Các quạt cục đấu nối tiếp hộp bảo vệ phòng nổ đặt lò treo lị để thơng gió cho gương lò Các thiết bị quạt như: Khởi động từ dùng để đóng cắt, điện cho động điện quạt phải đảm bảo tiêu chuẩn phòng nổ, nắp khởi động từ phải đóng chắn, nắp hộp đấu dây phải có đủ bu lơng vặn chặt đảm bảo khe hở tiếp xúc < 0,15mm Trong đó: 1- Bộ giảm âm 4- Miệng loe 2- Phễu đấu cáp điện 5- Đế quạt 3- Quạt A, quạt B Hình 4.1 Sơ đồ nối quạt thơng gió cục FBDY 6.0/2x18,5 Các cửa đấu cáp điện phải có gioăng cao su chuyên dùng làm kín khe hở, luồn cáp, phễu đấu cáp phải có đủ kẹp cáp bắt chắn 67 Hộp đấu dây động quạt, cáp điện phải luồn qua gioăng cao su phịng nổ làm kín vỏ cáp phễu cáp bắt kẹp cáp chắn Dưới sơ đồ nối quạt thơng gió cục 4.1.5 Lựa chọn thiết bị thi công phụ trợ thi công Tuyệt đối không sử dụng đầu tầu cần vẹt vận tải đất đá thải, vật liệu chống lò hay vận tải than Các thiết bị khác phải dùng thiết bị phòng nổ mỏ hầm lị siêu hạng khí bụi nổ 4.2 Đề xuất giải pháp an toàn thi cơng đường lị khu vực mỏ siêu hạng khí nổ mêtan Khí mêtan khí nhẹ, sinh phân hủy chất hữu cơ, thường tích tụ hốc đá khe nứt Khí mêtan nổ nồng độ 514%, nồng độ dễ nổ 9,1% Nổ mêtan tượng nổ lặp, nghĩa nổ nhiều lần vị trí Vì nổ mêtan chất khí giãn nở lớn làm cho nhiệt độ áp suất xung quanh tâm nổ tăng lên nhanh chóng, đồng thời tạo áp suất nhỏ tâm nổ, sau nổ có chênh lệch áp suất lớn làm cho khí bị dồn tâm nổ mêtan dồn trước tiên Với nhiệt độ cao khí mêtan lại gây nổ lần Hiện tượng nổ diễn hết khí mêtan % O2 giảm xuống đến mức không đảm bảo điều kiện nổ Để ngăn ngừa an toàn cháy nổ thi cơng đường lị đất đá mỏ xếp hạng siêu hạng khí bụi nổ mỏ than Mạo Khê, đề xuất giải pháp sau: 4.2.1 Giải pháp thi công Từ phân tích trên, luận văn đề xuất giải pháp thi cơng phù hợp bảng 4.1 68 Bảng 4.1 Tổng hợp giải pháp thi công phù hợp đào lị đất đá mỏ siêu hạng khí nổ CH4 Đặc điểm lò Giải f≤ 1,5 TT pháp thi cơng Tính chất học, chiều dài lị f≤ , f>6, chiều dài chiều dài chiều dài ngắn lò≥300m tuỳ ý x x Phá vỡ đất đá Khung Vỏ Tuỳ chống, chống ý neo x x x x x x x khoan nổ mìn Phá vỡ đất đá x búa chèn(không yêu cầu tốc độ đào lò) Phá vỡ đất đá x máy Kombai Đào chia gương x x x x x x Thuốc nổ an toàn x x x x x x x x x Sơ đồ thi công phối hợp Sơ đồ thi công x x x x x x x x nối tiếp Sơ đồ thi công song song Đầu tầu ắc quy x x x x x x 10 Thơng gió hút x x x x x x 11 Các thiết bị x x x x x x phòng nổ Chú ý: x lựa chọn phù hợp 69 4.2.2 Một số u cầu phịng chống cháy nổ khí mêtan * Các biện pháp loại trừ tập trung nguy hiểm hàm lượng khí CH4 khơng khí - Đảm bảo hàm lượng CH4 đường lò khơng vượt q: + 0,75% luồng gió thải chung mỏ; + 0,7% luồng gió thải chung cánh mỏ; + 0,5% lò chợ ; + 1% gương lị chuẩn bị trước nổ mìn; + 2% Các nơi khác ; - Để thực quy định trên, cần thực biện pháp: + Đảm bảo lượng gió để hịa lỗng CH4; + Kiểm tra thường xuyên hàm lượng CH4; +Gió bẩn từ lên * Các biện pháp tránh đốt cháy CH4 - Cấm nguồn lửa hở; - Trong mỏ sử dụng đèn chiếu sáng cá nhân đèn ắc quy; - Loại trừ đốt cháy khí CH4 tia lửa điện Thực quy định dùng lượng điện mỏ có khí; - Đối với đầu tầu động đốt làm việc mỏ có khí nổ phải trang bị thiết bị làm lạnh; - Loại trừ đốt cháy CH4 nổ mìn * Các biện pháp hạn chế hậu nổ khí CH4 - Chia mỏ thành nhiều khu thơng gió độc lập; - Chia luồng gió thành luồng gió song song Khơng khí bẩn đưa ngồi đường ngắn nhất; - Cấm việc thơng gió nối tiếp hai lị chợ 70 - Khi quạt gió phụ ngừng làm việc phải ngừng hoạt động; - Trang bị hiểu biết kỹ thuật tối thiểu cho cơng nhân tính chất tính nguy hiểm khí CH4; - Chuẩn bị đầy đủ phương án ngăn ngừa cấp cứu nổ CH4 4.2.3 Ngăn ngừa cháy mỏ dẫn đến cháy nổ CH4 [5] Cháy mỏ tượng cháy xảy mỏ Cháy mỏ cháy lan truyền từ mặt đất vào mỏ Tuỳ theo nguyên nhân phát sinh cháy mỏ mà phân thành hai nhóm: Cháy ngoại sinh tác dụng xung lượng nhiệt bên cháy nội sinh khoáng sàng tự cháy * Ngăn ngừa cháy nội sinh Thực tế cho thấy đường lị xẩy cháy Tuy nhiên số trường hợp xẩy cháy không thực quy định an tồn Vì vậy, thiết kế thi cơng sử dụng đường lị cần phải lưu ý quy định sau ngăn ngừa cháy - Đối với vỉa chia khu khai thác chiều dài khu khai thác lớn 400m để đóng kín cách ly độc lập khu; - Ở vỉa dày trung bình, đường lị mở vỉa chuẩn bị phải đào vào đá; - Lò xuyên vỉa vỉa có tính tự cháy, cần phải đổ bêtơng tồn đoạn lị qua chiều dày nằm ngang vỉa kể phần than kẹp đá kéo dài vỏ bêtơng phía vách trụ 3m; - Để đóng kín khu khai thác có cháy mỏ, tất đường lị xun vỉa nên có khung thành chắn, khơng gây cản trở đến việc vận tải thông gió 71 - Góc tạo thành đường lị vỉa than hai đường lò cắt đào than cần phải lớn 60o để loại trừ nứt nẻ khối than chúng - Cầu gió khơng đào vỉa có khả tự cháy, khơng thể phải đổ bêtơng hai phía đường lị đoạn 10m kể từ giao điểm; - Mọi buồng hầm nên đào đá; - Nếu đoạn lị đào vỉa than có tính tự cháy, bị sập phải dọn than vụn, lỗ hổng tạo thành phải chèn đá chống thêm hai đầu đoạn lò bị sập dài 3m; - Những đường lị đào than khơng dừng lại với thời gian lớn 03 tháng * Ngăn ngừa cháy ngoại sinh - Tránh dùng vật liệu dễ cháy gần chỗ để môtơ, trạm điện giếng gió; - Xây dựng trạm riêng để chứa vật liệu dễ cháy; - Có mạng điện cố định dễ kiểm tra đề phòng tải ngắn mạch; - Kiểm tra nơi thường xuyên có ma sát nguy hiểm: nhà trục, puli, phanh, 4.2.4 Lắp đặt thiết bị đo cảnh báo khí mêtan Phải trang bị máy báo hiệu gắn theo đèn lò cá nhân: Ví dụ máy CMC-1, CeC-1 Nga Đầu đo khí mê tan gắn mũ đèn, mạch điện lắp bình acquy Khi nồng độ CH4 vượt ngưỡng cho phép, đèn mũ tự nhấp nháy Máy đo xách tay có báo động: Ví dụ loại Ci-2, hay gần MCT-01 Nga, Bacharch (Mỹ)… chúng có khả tự động đo liên tục khơng cần thao tác bơm khí báo động còi đèn 72 Thiết bị đo cảnh báo khí mêtan VIELINA - ĐCT.01: Là thiết bi tự động đo cảnh báo khí mê tan loại xách tay, thiết kế để sử dụng mỏ than hầm lị, nơi có khí bụi nổ Thiết bị đo hiển thị nồng độ phần trăm CH4 Thiết bị tự động báo động âm ánh sáng nồng độ khí mê tan vượt ngưỡng đặt trước (1%) Thiết bị đo cảnh báo khí mêtan VIELINA - ĐCT.03: Là thiết bị cho cán bộ, công nhân mang theo người vào hầm lò để tự động đo nồng độ khí mê tan, khí CO nhiệt độ hầm lị Khi nồng độ khí mê tan khí CO vượt ngưỡng cho phép (đặt trước) máy báo động âm đèn nháy để người sử dụng rút an toàn Khi nồng độ khí xuống thấp ngưỡng máy hết báo động Hệ thống giám sát khí Mê tan tự động tập trung: Là hệ thống để đo cảnh báo sớm hiểm họa cháy nổ khí CH4 phục vụ an tồn lao động dùng khai thác hầm lị Tại trung tâm điều khiển ta quan sát vị trí đặt đầu đo sơ đồ đường lị nồng độ khí mê tan đầu đo Hệ thống báo động nồng độ khí mê tan vượt ngưỡng nguy hiểm đặt trước (bằng âm đèn nháy), đồng thời thực cắt điện khu vực nguy hiểm Hệ thống lưu trữ, tra cứu, in ấn báo cáo theo mẫu quy định Phần mềm hệ thống tiếng việt Hệ thống gồm: Máy tính chủ, trạm điều khiển trung tâm, đầu đo khí mê tan, đầu đo khí CO, nguồn điều khiển đóng cắt, lặp ( dùng khoảng cách lớn) Hệ thống quản lý hàng trăm ( nhiều hơn) đầu đo Thời gian cập nhập liệu khoảng 5s đến 30s ( tùy thuộc vào vị trí cần giám sát) Có thể truyền liệu trung tâm cáp thường, cáp quang, đường điện thoại truyền vô tuyến Hệ thống cảnh báo âm thanh, ánh sáng tự động lệnh cắt điện có nguy hiểm khí Lưu trữ, hiển thị tra cứu liệu dạng bảng đồ thị 73 Bảng 4.2 Các loại máy đo khí cầm tay mỏ than Mạo Khê Loại máy đo Ký hiệu Hãng nước chế tạo GWJ-1A TQ GQJ - 1B nt AGQ -1 nt R-7 Nhật GAAW Canada ĐCT-01 Viện điện tử tin học M1-Ca Balan TC-100/P Balan 4.2.5 Phương án tháo khí Khi thi cơng lị xun vỉa qua khu vực chứa khí nổ, cơng tác tháo khí thực lỗ khoan khoan từ gương lị từ khám đường lị Cơng tác khoan tháo khí phải tiến hành khoảng cách từ gương lị đào tới khu vực chứa khí lớn 5m Biên giới vùng tháo khí khơng nhỏ hai lần chiều rộng đường lị thi cơng Khi thi cơng lị dọc vỉa đá với khoảng cách đến vỉa than nhỏ 10m, để ngăn ngừa nguy tăng độ xuất khí khí bất ngờ vào đường lị thi cơng, khuyến nghị tiến hành khoan lỗ khoan tháo khí Các lỗ khoan tháo khí khoan từ thành lị phía vỉa than hướng phía trước gương lị với khoảng cách tiến trước so với gương lị khơng nhỏ 10m, chiều dài lỗ khoan 100-150m, khoảng cách lỗ khoan 10-15m Khi thi cơng lị dọc vỉa than, cơng tác tháo khí thực lỗ khoan biên, khoan từ khám hơng lị, khoảng cách 74 khám 40-65m, miệng lỗ khoan bố trí cách hơng lị khoảng từ 2,5-3m Trong trường hợp bên cạnh lò dọc vỉa than tồn thi công tiến trước lò dọc vỉa đá, nằm cách vỉa than khoảng khơng lớn 30m, việc tháo khí phục vụ thi cơng lị dọc vỉa than nên thực lỗ khoan từ lò dọc vỉa đá khoan vng góc với đường phương vỉa Khi thi cơng cặp đường lị song song vùng chứa khí nổ, lỗ khoan tháo khí phải khoan từ hai đường lò Để giảm độ chứa khí lị chợ khai thác vỉa than chứa khí, cần sử dụng khối lượng lớn lỗ khoan tháo khí sơ tháo khí thường kỳ ruộng mỏ khai thác Thời gian thực tháo khí sơ vỉa than theo sơ đồ không nhỏ 6-12 tháng Để tăng hiệu cơng tác tháo khí sơ bộ, đồng thời giảm thời gian thu hồi khí qua lỗ khoan, khuyến nghị sử dụng phương pháp “kích thủy lực” nhằm tăng mật độ khe nứt khối than, tăng độ thẩm thấu khí qua khe nứt thành đường lị chuẩn bị Khi phương tiện thơng gió khơng thể hạ thấp hàm lượng khí mêtan đến giới hạn cho phép, phải áp dụng biện pháp tháo khí trước từ vỉa phương pháp điều khiển khí khác (khí mêtan hay hỗn hợp khí tháo trực tiếp từ vỉa đưa lên mặt đất đưa vào luồng gió thải theo ống dẫn, lỗ khoan khí theo đường lị cách ly với mạng thơng gió mỏ) Phải kết thúc việc xây dựng hệ thống tháo khí từ vỉa (lắp đặt trạm bơm chân khơng ống dẫn khí) trước đưa mỏ vào sản xuất Đối với mức khai thác khai trường địi hỏi tháo khí sơ bộ, phải có thêm thời gian dự phịng để tháo khí trước đưa mỏ vào khai thác 75 Phụ thuộc mức độ khí mêtan từ nguồn riêng biệt tổng thể lượng khí mêtan vào đường lò, phải áp dụng biện pháp tháo khí sau: Tháo khí từ vỉa xen kẽ vùng giảm khí cục bộ; Tháo khí từ vỉa khai thác; Tháo khí từ khoảng không khai thác vỉa gần cần thiết phải tính đến việc tháo khí từ lớp đất đá bao quanh vỉa 4.2.6 Giải pháp tổ chức quản lý - Nâng cao nhận thức người lao động người trực tiếp làm công tác quản lý, đạo công trường, phân xưởng, thông qua việc tuyên truyền sâu rộng, huấn luyện an tồn để người có kiến thức cần thiết công việc giao hiểu công tác an toàn người - Phối kết hợp phận làm cơng tác an tồn khơng kể chun trách hay bán chun, đầu phong trào mạng lưới An toàn-Vệ sinh viên Tổ chức lại trì hoạt động đội cấp cứu bán chuyên xí nghiệp, nâng cao trình độ chun mơn họ để họ đủ khả giải cố có quy mơ nhỏ, tham gia trực tiếp, kịp thời, có hiệu để ngăn ngừa hạn chế đến mức thấp thiệt hại người tài sản lúc đội cấp cứu chuyên nghiệp chưa đến - Thường xuyên tổ chức cho công nhân luyện tập theo kế hoạch thủ tiêu cố lập, trang bị cho họ hiểu biết cần thiết thiết bị, dụng cụ tối thiểu để họ chủ động rút nơi an tồn có cố 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Khi nổ mêtan mỏ thường gây hậu học, hậu nhiệt nhiễm khí độc Áp lực khơng khí nơi xẩy nổ tăng lần so với chưa nổ Tốc độ lan truyền từ hàng trăm đến hàng ngàn mét/giây Khi nổ khí mêtan ngồi sức cơng phá sóng nổ làm hủy hoại khu vực làm việc đường lò, thiết bị, máy móc, người mà cịn sản sinh sản phẩm khí độc hại, khí CO nguy hiểm đến tính mạng người xung quanh khu vực nổ Mặt khác, nhiệt độ khơng khí khu vực nổ mêtan đạt tới 1850oC, điều kiện nhiệt độ mỏ thiêu cháy sinh vật nhiệt lượng tỏa cháy khí mêtan 78470.103 J/kg Theo tài liệu thống kê thiệt hại nổ khí mêtan, người ta thấy 810% số người chết hậu học, 25% số người chết hậu nhiệt, 65 % số người chết nhiễm khí độc CO Ngồi ra, nổ khí mêtan cịn ngun nhân gây nổ bụi than cháy mỏ Khi đào đường lị đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng hiểm họa cháy nổ khí mê tan vô nguy hiểm Mỏ Mạo Khê ngày khai thác xuống sâu, mức độ nguy hiểm khí mê tan tăng lên Cùng với việc khoan tháo khí sử dụng tốt tổ hợp giải pháp thi công giải pháp phụ trợ việc thi cơng đường lị khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng mỏ Mạo Khê đảm bảo an toàn Các giải pháp tập trung vào vấn đề sau: * Giải pháp thi công: - Lựa chọn phương pháp phá vỡ đất đá phù hợp; - Nên đào chia gương; 77 - Dùng sơ đồ thi công nối tiếp chống giữ vỏ chống bê tông liền khối; - Sử dụng sơ đồ thi công phối hợp với kết cấu chống khung chống neo; - Nếu phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn thiết phải sử dụng thuốc an tồn kíp nổ phịng nổ * Giải pháp thiết bị thi cơng: - Vận tải tầu điện ắc quy; - Các thiết khác phải thiết bị phòng nổ * Giải pháp thơng gió: Thơng gió hút * Các biện pháp loại trừ tập trung nguy hiểm hàm lượng khí CH4 khơng khí : - Đảm bảo hàm lượng CH4 đường lị khơng vượt q số cho phép theo quy phạm loại đường lò; - Các biện pháp tránh đốt cháy CH4 - Cấm nguồn lửa hở; - Trong mỏ sử dụng đèn chiếu sáng cá nhân đèn ắc quy; - Loại trừ đốt cháy khí CH4 tia lửa điện Thực quy định dùng lượng điện mỏ có khí; - Đối với đầu tầu động đốt làm việc mỏ có khí nổ phải trang bị thiết bị làm lạnh; - Loại trừ đốt cháy CH4 nổ mìn - Cấm việc thơng gió nối tiếp hai lò chợ - Trang bị hiểu biết kỹ thuật tối thiểu cho cơng nhân tính chất tính nguy hiểm khí CH4; - Chuẩn bị đầy đủ phương án ngăn ngừa cấp cứu nổ CH4 * Ngăn ngừa cháy nội sinh : 78 - Góc tạo thành đường lò vỉa than hai đường lò cắt đào than cần phải lớn 60o để loại trừ nứt nẻ khối than chúng - Cầu gió khơng đào vỉa có khả tự cháy, khơng thể phải đổ bêtơng hai phía đường lị đoạn 10m kể từ giao điểm; - Mọi buồng hầm nên đào đá; - Nếu đoạn lò đào vỉa than có tính tự cháy, bị sập phải dọn than vụn, lỗ hổng tạo thành phải chèn đá chống thêm hai đầu đoạn lò bị sập dài 3m; - Những đường lò đào than không dừng lại với thời gian lớn 03 tháng * Ngăn ngừa cháy ngoại sinh: - Tránh dùng vật liệu dễ cháy gần chỗ để môtơ, trạm điện giếng gió; - Kiểm tra nơi thường xuyên có ma sát nguy hiểm: nhà trục, puli, phanh * Lắp đặt thiết bị đo cảnh báo khí Mêtan: Phải trang bị máy báo hiệu gắn theo đèn lị cá nhân: ví dụ máy CMC-1, CeC-1 Nga Đầu đo khí mê tan gắn mũ đèn, mạch điện lắp bình acquy Khi nồng độ CH4 vượt ngưỡng cho phép, đèn mũ tự nhấp nháy Máy đo xách tay có báo động: ví dụ loại Ci-2, hay gần MCT-01 Nga, Bacharch (Mỹ) * Giải pháp tổ chức quản lý: Nâng cao nhận thức người lao động người trực tiếp làm công tác quản lý, đạo công trường, phân xưởng, thông qua việc tuyên truyền sâu rộng, huấn luyện an tồn để 79 người có kiến thức cần thiết công việc giao hiểu cơng tác an tồn người Kiến nghị Để thi cơng đường lị đào đá khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng đảm bảo an toàn, tác giả xin có số kiến nghị sau: - Thực tốt giải pháp thi cơng đào đường lị đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng - Đề nghị Tập đồn cơng nghiệp than khống sản Việt Nam thường xuyên tổ chức hội nghị tổng kết, đánh giá cơng tác thi cơng lị đá đào khu vực có khí bụi nổ siêu hạng để mỏ tham gia thảo luận, đưa giải pháp thi cơng đảm bảo an tồn - Đề nghị mỏ Mạo Khê mỏ khác có điều kiện địa chất khu vực có khí bụi nổ siêu hạng thường xuyên tổ chức lớp đào tạo, tập huấn nước nước để nâng cao trình độ nhận thức cho cơng nhân q trình thi cơng 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Cơng Thương (2006) “Quy phạm an tồn khai thác than diệp thạch”, Hà Nội Bộ Công Thương (2011) “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị”, Hà Nội Công ty CP tư vấn đầu tư mỏ & CN (2004) “Dự án đầu tư mở rộng sản xuất công ty than Mạo Khê công suất 1,6 triệu tấn/năm”, Hà Nội Công ty CP tư vấn đầu tư mỏ & CN (1997) “Báo cáo xác nhận khu mỏ Mạo Khê có cấu trúc nếp lồi, đỉnh nếp lồi chúc phía Tây”, Hà nội Ngơ Dỗn Hào (2000) “Bảo vệ mơi trường an tồn lao động xây dựng cơng trình ngầm mỏ” Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Nguyễn Văn Quyển, Nguyễn Văn Đước (1991) Giáo trình sở xây dựng cơng trình ngầm mỏ, Hà Nội Phí Chí Thiện (1994) Báo cáo trung gian thăm dò địa chất đến mức -150 khu Mạo Khê - Đông Triều - Quảng Ninh tác giả, XN Địa chất 906 Tập truyền thống công nhân công ty than Mạo Khê, 4/2004 Một số tài liệu lấy qua mạng internét ... đường lị khu vực đất đá có khí bụi nổ siêu hạng 2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Các đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng 3.2 Phạm vi nghiên cứu Các đường lò. .. nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê - Các giải pháp kỹ thuật thi cơng đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng Công ty than Mạo Khê - Đề xuất kiến nghị Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý... hạng - Nghiên cứu thực trạng thi cơng đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu hạng Cơng ty than Mạo Khê - Nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng tới thi cơng đường lị đào đá khu vực có khí bụi nổ siêu