Nghiên cứu áp dụng giá khung di động gk khi khai thác các vỉa có nhiều đứt gãy và uốn nếp ở công ty cp than hà lầm tkv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT o0o - PHẠM VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIÁ KHUNG DI ĐỘNG GK KHI KHAI THÁC CÁC VỈA CÓ NHIỀU ĐỨT GẪY VÀ UỐN NẾP Ở CÔNG TY CP THAN HÀ LẦM- TKV LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT o0o - PHẠM VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIÁ KHUNG DI ĐỘNG GK KHI KHAI THÁC CÁC VỈA CÓ NHIỀU ĐỨT GẪY VÀ UỐN NẾP Ở CÔNG TY CP THAN HÀ LẦM- TKV Chuyên ngành:Khai thác mỏ Mã số:60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PSG.TS TRẦN VĂN THANH Hà Nội - 2010 Môc lôc Mục lục 1-5 Lời cam đoan MỞ ĐẦU 7-8 Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ PHÂN LOẠI 9-36 VỈA THEO ĐIỀU KIỆN CHỐNG GIỮ CỦA HÀ LẦM 1.1 Tổng quan điều kiện địa chất mỏ than Hà lầm 9-:- 21 1.1.1 Vị trí địa lý khu mỏ đặc điểm địa lý tự nhiên 9-:- 10 1.1.2 Cấu trúc địa chất 10 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo vỉa than 10 1.1.4 Chất lượng than 11-:- 12 1.1.5 Đặc điểm địa chất thuỷ văn địa chất cơng trình 13-:- 16 1.1.6 Trữ lượng than địa chất 17-:- 21 1.2 Phân loại vỉa theo điều kiện chống giữ điều khiển áp lực mỏ 22-:- 32 1.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác chống giữ lị chợ 22-:- 28 1.2.1.1 Góc dốc vỉa 22 1.2.1.2 Chiều dầy vỉa 23 1.2.1.3 Đặc tính đá kẹp vỉa 24 1.2.1.4 Cấu tạo tính chất đá vách trực tiếp đá vách 25 1.2.1.5 Cấu tạo tính chất đá trụ 26 1.2.1.6 Khả lấp đầy khu vực phá hoả 27 1.2.2 Điều kiện chống giữ điều khiển áp lực mỏ 28-:-32 1.2.2.1 Đối với vỉa mỏng, dầy trung bình 28-:- 30 1.2.2.1.1 Dốc thoải , dốc nghiêng 28 -1- 1.2.2.1.2 Dốc đứng 29 1.2.2.2 Đối với vỉa dầy 30-:- 32 1.2.2.2.1 Dốc thoải , dốc nghiêng 30-:- 31 1.2.2.2.2 Dốc đứng 32 1.3 Các cơng nghệ chống giữ lị chợ Hà lầm 32-:- 35 1.3.1 Đối với vỉa mỏng, dầy trung bình 32-:- 33 1.3.1.1 Dốc thoải , dốc nghiêng 32 1.3.1.2 Dốc đứng 33 1.3.2 Đối với vỉa dày 33-:- 34 1.3.2.1 Dốc thoải , dốc nghiêng 33 1.3.2.2 Dốc đứng 34 1.3.3 Đánh giá công tác khai thác Công ty CP than Hà lầm- TKV 34-:- 35 1.3.3.1 Đối với vỉa mỏng, dày trung bình 34 1.3.3.2 Đối với vỉa dày 35 1.4 Nhận xét 36 Chương HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG GIÁ KHUNG TẠI HÀ LẦM 37-:-90 2.1 Khái quát giá khung 37-:- 41 2.1.1 Cấu tạo 37 2.1.2 Đặc tính kỹ thuật 38 2.1.3 Trình tự khấu chống giá khung 39-:- 41 2.2 Kinh nghiệm áp dụng giá khung Quảng Ninh 42-:- 66 2.2.1 Tại Công ty than Thống Nhất 42-:- 52 2.2.2 Tại Công ty than Nam Mẫu 53-:- 59 2.2.3 Tại Công ty than Mạo Khê 60-:- 65 -2- 2.2.4 Đánh giá 66 2.3 Hiện trạng áp dụng giá khung Hà lầm 67-:- 87 2.3.1 Lò chợ giá khung GK mức -36-:- +12 Khu III-Vỉa 10 67-:- 73 2.3.1.1 Điều kiện địa chất khu vực áp dụng 67 2.3.1.2 Sơ đồ khai thông 68-:- 69 2.3.1.3 Quá trình thực 70-:- 74 2.3.1.3.1 Thuận lợi 70 2.3.1.3.2 Khó khăn 71 2.3.1.3.3 Tổ chức thực 72 2.3.1.4 Kết thực đánh giá 73-:- 74 2.3.1.4.1 Kết thực 73 2.3.1.4.2 Đánh giá 74 2.3.2 Lò chợ giá khung GK mức -65-:- -40 Khu III-Vỉa 10 74 -:- 81 2.3.2.1 Điều kiện địa chất khu vực áp dụng 75 2.3.2.2 Sơ đồ khai thơng 76 2.3.2.3 Q trình thực 77-:- 79 2.3.2.3.1 Thuận lợi 77 2.3.2.3.2 Khó khăn 78 2.3.2.3.3 Tổ chức thực 79 2.3.2.4 Kết thực đánh giá 80-:-81 2.3.2.4.1 Kết thực 80 2.3.2.4.1 Đánh giá 81 2.3.3 Lò chợ giá khung GK mức -20-:- -10 Khu VII-Vỉa 10 2.3.3.1 Điều kiện địa chất khu vực áp dụng -3- 82-:- 87 82 2.3.3.2 Sơ đồ khai thơng 83 2.3.3.3 Q trình thực 84 2.3.3.3.1 Thuận lợi 85 2.3.3.3.2 Khó khăn 86 2.3.3.3.3 Tổ chức thực 87 2.3.3.4 Kết thực đánh giá 87-:- 88 2.3.3.4.1 Kết thực 87 2.3.3.4.2 Đánh giá 88 2.4 Đánh giá việc áp dụng giá khung Hà lầm 88-:- 90 2.4.1 Khi điều kiện địa chất vỉa ổn định 88 2.4.2 Khi lò chợ xuất phay, uốn nếp 89 2.4.3 Khi bị ảnh hưởng nhân tố khác 90 Chương ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHI SỬ DỤNG GIÁ KHUNG Ở LỊ CHỢ CĨ XUẤT HIỆN ĐỨT GẪY VÀ UỐN NẾP TẠI HÀ LẦM 91-:- 120 3.1 Giải pháp khấu lò chợ qua phay 91-:- 107 3.1.1 Khi lò chợ khấu từ cánh hạ sang cánh nâng 91-:- 99 3.1.1.1 Phân tích trạng đánh giá 91 3.1.1.2 Giải pháp khấu lò chợ qua phay cánh nâng 92-;- 99 3.1.2 Khi lò chợ khấu từ cánh nâng sang cánh hạ 100-:- 107 3.1.2.1 Phân tích trạng đánh giá 100 3.1.2.2 Giải pháp khấu lò chợ qua phay cánh hạ 101-:- 107 3.2 Giải pháp khấu lò chợ qua khu vực uốn nếp 108-:- 118 3.2.1 Uốn nếp theo phương khai thác lò chợ 3.2.1.1 Phân tích trạng đánh giá -4- 108 3.2.1.2 Giải pháp khấu lò chợ theo phương khai thác lò chợ 3.2.2 Uốn nếp theo hướng dốc lò chợ 117-:- 118 3.2.2.1 Phân tích trạng đánh giá 117 3.2.2.2 Giải pháp khấu lò chợ theo hướng dốc lò chợ 118 3.3 Giải pháp khai thác vỉa có góc dốc lớn 119-:- 120 3.3.1 Phân tích trạng đánh giá 119 3.3.2 Giải pháp khấu lị chợ góc dốc vỉa lớn 120 3.4 Đánh giá chung giải pháp kỹ thuật xử lý điều kiện phay phá uốn nếp Hà Lầm 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 -5- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2010 Tác giả luận văn Phạm Văn Thắng -6- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, nhằm đáp ứng yêu cầu sản lượng than ngày tăng kinh tế quốc dân mỏ than hầm lò Việt Nam mở thêm nhiều lò chợ Các diện khai thác mở chủ yếu khai thác vỉa dày dốc thoải Cùng với việc mở thêm nhiều diện khai thác, mỏ đưa vào áp dụng loại chống khác có giá khung di động ZH, GK… áp dụng cho vỉa dày dốc thoải khai thác thu hồi than nhằm tăng cơng suất lị chợ tăng cơng suất mỏ Năm 2007, giá khung di động bắt đầu đưa vào áp dụng số mỏ than hầm lò vùng than Quảng Ninh, giá khung di động cho phép khai thác tồn chiều dày vỉa, tăng cơng suất lị chợ, tăng mức độ an tồn lao động, giảm chi phí vật tư, nâng cao suất lao động công nhân, cải thiện điều kiện làm việc cơng nhân Tuy nhiên có đứt gẫy, uốn nếp biến đổi góc dốc…thì việc áp dụng giá khung GK gặp nhiều khó khăn Vì việc: “Nghiên cứu áp dụng giá khung di động GK khai thác vỉa có nhiều đứt gẫy uốn nếp Công ty CP than Hà lầm - TKV” cần thiết phù hợp với yêu cầu thực tế sản xuất Từ tìm giải pháp giúp cho việc khai thác lò chợ sử dụng giá khung thuận lợi Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu áp dụng giá khung di động GK khai thác vỉa có nhiều đứt gẫy uốn nếp Công ty CP than Hà lầm – TKV nhằm nâng cao hiệu sử dụng giá khung di động GK Công ty CP than Hà lầm – TKV Từ khắc phục nhược điểm giá, áp dụng rộng rãi vào thực tế sản xuất Đối tượng Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu số lò chợ khai thác vỉa dày dốc thoải sử dụng giá khung di động có xuất đứt gẫy uốn nếp Nội dung luận văn Đánh giá công tác khai thác vỉa than dày, dốc thoải vùng than Quảng Ninh -7- Tìm hiểu cơng nghệ chống giữ lị chợ sử dụng giá khung di động khai thác vỉa dày dốc thoải số mỏ than hầm lò vùng than Quảng Ninh Đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu sử dụng giá khung di động Phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu - Phương pháp giải tích - Phương pháp thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn - Trên sở phân tích cách khoa học hiệu sử dụng giá khung di động khai thác vỉa than dày dốc thoải Quảng Ninh điều kiện có đứt gẫy, uốn nếp Hà Lầm, luận văn đề suất giải pháp kỹ thuật, phạm vi ứng dụng giá khung di động GK để việc áp dụng giá khung di động đảm bảo hiệu kinh tế, an toàn Cấu trúc luận văn: Luận văn bao gồm chương + Chương 1: Tổng quan điều kiện địa chất phân loại vỉa theo điều kiện chống giữ + Chương 2: Hiện trạng áp dụng giá khung di động Công ty CP than Hà lầm - TKV + Chương 3: Đề xuất giải pháp kỹ thuật sử dụng giá khung di động xuất đứt gẫy uốn nếp Hà lầm * Lời cảm ơn Qua xin chân thành cảm ơn sâu sắc Ban giam hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đại học Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ mơn Khai thác Hầm Lị Ban lãnh đạo Công ty than: Nam Mẫu, Hà Lầm, Mạo Khê, Thống Nhất giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Đặc biệt bảo, giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trần Văn Thanh thầy giáo mơn Khai thác Hầm lị, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đồng thời xin chân cảm ơn tới nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi để hồn thành luận văn -8- 117 118 119 120 121 122 123 3.2.2 Uốn nếp theo hướng dốc lị chợ 3.2.2.1 Phân tích trạng, đánh giá Việc xuất uốn nếp theo hướng dốc lị chợ dẫn đến xơ lệch khoảng cách giá lò chợ Mặt khác khơng đồng dốc độ lị chợ làm khung liên kết bị biến dạng theo dốc độ lò chợ vượt giới hạn cho phép Tình trạng kéo dài dẫn đến việc phá vỡ hộp nối khung liên kết giá Như liên kết giá với hạn chế, mức độ an tồn cho tồn hệ thống khơng cao Để hạn chế tới mức tối đa điều kiện tăng mức độ an toàn cần phải tiến hành làm giảm tối đa phá vỡ khung liên kết mà giữ được, trì liên kết giá 3.2.2.2 Giải pháp xử lý Ngoài việc nghiên cứu chế tạo thép chất lượng cho khung liên kết tăng góc uốn cho hệ thống khung liên kết việc cần thiết phải làm phải tháo chốt liên kết đoạn lò chợ giá khung Tiến hành tháo chốt liên kết để 10 giá thành nhóm đảm bảo an tồn hạn chế tình trạng phá khung liên kết lị chợ Tháo chốt liên kết khung theo vẽ kèm theo Sau lò chợ khấu vượt qua uốn nếp tiến hành lắp đặt chốt liên kết khung trở lại khấu bình thường 124 125 3.3 Giải pháp khấu lị chợ góc dốc vỉa lớn 3.3.1 Phân tích trạng, đánh giá Khi góc dốc vỉa lớn việc thao tác di chuyển giá công việc khác khó khăn thứ có xu hướng trượt xuống phía thấp Điều kiện làm việc khơng thuận lợi dẫn đến tiến độ suất lao động không cao Để giải vấn đề cần phải tạo điều kiện lao động thuận lợi Ở tìm biện pháp để giảm góc dốc lị chợ 3.3.2 Giải pháp xử lý Góc dốc vỉa than lớn khai thác có ảnh hưởng lớn tới cơng tác khai thác than lò chợ Làm giảm suất khai thác, tăng chi phí khai thác than, trơi trượt giá khung, thiết bị xuống phía dưới…Do thiết kế cần đào lò bán xiên để giảm dốc độ lò chợ tạo phương tiến giá khung theo xu hướng úp vỉa Do đào lò bán xiên để giảm góc dốc lị chợ, q trình khai thác giá khung tiến dần đến lò dọc vỉa vận tải Để xử lý trường hợp ta tiến hành tháo giá khung vị trí đầu lị chợ chuyển lên lắp phía cuối lị chợ Trình tự tháo lắp giá GK đầu lò chợ lắp đặt bổ sung cuối lò chợ theo vẽ kèm theo 126 3.4 Đánh giá chung việc áp dụng giải pháp kỹ thuật Thực tế sản xuất Hà Lầm cho thấy lò chợ áp dụng giá khung GK khai thác gặp phay uốn nếp có nhiều khó khăn: Lị chợ phải cắt đá trụ vỉa, lị chợ bị nún chân cột than, khung liên kết giá bị vỡ, giá khung bị xô lệch trơi xuống phía dưới, tiêu hao vật tư cho khai thác lò chợ tăng cao, tiến độ khấu lò chợ chậm dẫn đến suất khai thác sản lượng lò chợ giảm rõ rệt Các hậu cho thấy khơng có giải pháp kỹ thuật để xử lý lị chợ gặp phay, uốn nếp… cơng việc sản xuất đình trệ khơng thể tiếp tục Và phải tháo dỡ toàn thiết bị lò chợ chuyển sang vị trí khác lắp đặt lại Việc đưa giải pháp kỹ thuật xử lý khấu lò chợ qua khu vực phay phá, uốn nếp giúp cho sản xuất vượt qua khu vực địa chất khó khăn mà trì cho lị chợ hoạt động bình thường, đảm bảo giảm tối đa chi phí phát sinh 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với mục đích Nghiên cứu áp dụng giá khung GK khai thác vỉa có nhiều đứt gẫy uốn nếp Cơng ty CP than Hà lầm- TKV, luận văn tiến hành nghiên cứu đánh giá công tác khai thác giá khung Công ty CP than Hà lầm TKV, đặc biệt lò chợ khấu qua khu vực có điều kiện địa chất phức tạp phay phá uốn nếp…Qua trình nghiên cứu số kết sau: Kết luận: Công tác khai thác vỉa dày dốc thoải sử dụng giá khung di động GK mang lại hiệu suất cao, tăng độ an tồn khai thác lị chợ so với lò chợ XDY, lò chợ thuỷ lực đơn xà khớp, lị chợ chống gỗ, giảm chi phí vật liệu nhân cơng/tấn than Giảm chi phí khai thác than qua khu vực có xuất đứt gẫy uốn nếp việc tiết kiệm số vật tư phục vụ khai thác lò chợ như: gỗ, lưới thép, dầu nhũ hóa… Việc áp dụng giá giá khung di động vào khai thác vỉa có điều kiện lý tưởng tối ưu Trong thực tế điều kiện địa chất vỉa than tương đối phức tạp gây nhiều khó khăn cơng tác khai thác lị chợ Do việc nghiên cứu giải pháp để xử lý khó khăn thực tế phải tiến hành thường xuyên để bổ sung cho nhược điểm giá GK điều kiện phức tạp địa chất Với giải pháp xử lý khấu lò chợ qua phay uốn nếp nêu đưa lò chợ trở trạng thái khấu bình thường theo thiết kế đảm bảo suất, sản lượng lị chợ Giảm chi phí vật tư thiết bị trình khai thác giúp cho sản xuất có kế hoạch, định hướng phương pháp xử lý cho phù hơp Ngoài giải pháp cần phải nghiên cứu cải tiến số chi tiết giá khung GK cho phù hợp với điều kiện thực tế như: Hệ thống chắn đá, đỡ mặt gương, hệ thống đường ống cấp dịch, vị trí kích thước hộp điều khiển… 128 Kiến nghị: Tại Cơng ty CP than Hà lầm TKV, để cải thiện tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ nên: Lập biện pháp thi cơng đào đường lị chuẩn bị lò chợ cần làm giảm tối đa dốc độ lị khởi điểm, lị dọc vỉa thơng gió, dọc vỉa vận tải để giảm thiểu khó khăn điều kiện vỉa phức tạp gây Khi lò chợ khấu vượt phay phải sử dụng dầm gỗ để lót chân cột chống lún giá khung di động Khi vận chuyển lắp đặt giá khung cần ý không để than lọt vào van, đường ống tránh tình trạng phá huỷ đường ống xilanh Phải tuân thủ tiến độ khấu nâng hạ đảm bảo lò chợ thực chu kỳ biểu đồ tổ chức đề Có biện pháp xử lý khấu lò chợ qua phay, uốn nếp kịp thời phù hợp với điều kiện thực tế 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Thanh (2004), Giáo trình Cơng nghệ khí hóa khai thác than Hầm lị, Trường Đại họcMỏ - Địa chất Hà Nội Lê Như Hùng (2002), Nguyên lý thiết kế mỏ Hầm lò, 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 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 Các luận văn tốt nghiệp cao hoạc giá ZH, giá GK… từ khóa K14 – Khoa Mỏ- Trưởng Đại học Mỏ địa chất trở trước Dự án khai thác giá khung di động kết thực Công ty than Mạo khê Dự án khai thác giá khung di động kết thực Công ty than Thống Nhất Dự án khai thác giá khung di động kết thực Công ty than Dương Huy 10 Dự án khai thác giá khung di động kết thực Công ty than Nam Mẫu 11 Dự án khai thác giá khung di động kết thực Công ty than Đông Bắc (xí nghiệp than 86) 12 Các tài liệu thu thập Viện Khoa học công nghệ mỏ-TKV 13 Các tài liệu thu thập Công ty tư vấn mỏ- TKV 14 Các tài liệu mạng INTERNET 130 131 ... động GK khai thác vỉa có nhiều đứt gẫy uốn nếp Công ty CP than Hà lầm – TKV nhằm nâng cao hiệu sử dụng giá khung di động GK Công ty CP than Hà lầm – TKV Từ khắc phục nhược điểm giá, áp dụng rộng... nhiên có đứt gẫy, uốn nếp biến đổi góc dốc…thì việc áp dụng giá khung GK gặp nhiều khó khăn Vì việc: ? ?Nghiên cứu áp dụng giá khung di động GK khai thác vỉa có nhiều đứt gẫy uốn nếp Công ty CP than. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT o0o - PHẠM VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIÁ KHUNG DI ĐỘNG GK KHI KHAI THÁC CÁC VỈA CÓ NHIỀU ĐỨT GẪY VÀ UỐN NẾP Ở CÔNG TY CP THAN