Nghiên cứu đề xuất giải pháp đảm bảo thông gió khi khai thác xuống sâuđể đáp ứng yêu cầu sản xuất cho công ty tnhh mtv than hông thái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYỄN TRỌNG HÒA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO THƠNG GIĨ KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ĐỂ ĐÁP ỨNG YÊU CẦU SẢN XUẤT CHO CÔNG TY TNHH MTV THAN HỒNG THÁI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYỄN TRỌNG HÒA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO THƠNG GIĨ KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ĐỂ ĐÁP ỨNG YÊU CẦU SẢN XUẤT CHO CÔNG TY TNHH MTV THAN HỒNG THÁI Chuyên ngành : Khai thác mỏ Mã số : 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Đặng Vũ Chí HÀ NỘI – 2010 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết khảo sát, thu thập nêu luận văn trung thực kết cơng trình khác./ Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2010 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Trọng Hòa MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cơng ty TNHH thành viên than Hồng Thái (gọi tắt Công ty than Hồng Thái) khai thác mức thông thủy tự nhiên (từ +30 đến lộ vỉa) Sơ đồ thơng gió cịn đơn giản, khu khai thác thơng gió trạm quạt gió độc lập Trong thời gian tới, mỏ tiến hành chuẩn bị khai thác mức sâu Điều đòi hỏi cần phải nghiên cứu xây dựng hệ thống thơng gió thiết bị thơng gió hợp lý cho diện Theo kế hoạch sản xuất kinh doanh Công ty kết thúc khai thác mức +30 Khu Tràng khê II, III vào năm 2014 Khu Hồng thái năm 2018; thực theo chủ trương Tập đồn CN Than – Khống sản Việt Nam, trình sản xuất mỏ hầm lị phải đảm bảo an tồn mơi trường khí hậu Do việc nghiên cứu đề xuất giải pháp thơng gió hiệu để đáp ứng u cầu tăng sản lượng khai thác xuống sâu có ý nghĩa thiết thực mang tính cấp bách Cơng ty than Hồng Thái Mục đích đề tài Phân tích đánh giá thực trạng tình hình thơng gió khu khai thác khác Cơng ty TNHH thành viên than Hồng Thái; Lựa chọn sơ đồ phương pháp thơng gió thiết bị thơng gió hợp lý để đáp ứng u cầu tăng sản lương khai thác mức sâu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu nâng cao hiệu thơng gió cho Cơng ty TNHH thành viên than Hồng Thái Nội dung nghiên cứu Đánh giá tình hình thơng gió gương lị chợ, gương lị chuẩn bị vị trí cơng tác mỏ; Kế hoạch thơng gió, xây dựng hệ thống thơng gió lựa chọn thiết bị thơng gió; Tính tốn thơng gió chế độ cơng tác hợp lý quạt Các phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng tổng hợp phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thu thập, tổng hợp phân tích số liệu; - Phương pháp phân tích đánh giá thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Phương pháp phân tích, đánh giá tình hình thơng gió thiết kế hệ thống thơng gió mỏ cho Cơng ty than Hồng Thái phục vụ sở cho việc nghiên cứu hoàn thiện hệ thống thơng gió mỏ hầm lị khác; - Các giải pháp đề xuất để hồn thiện hệ thống thơng gió có ý nghĩa thiết thực Công ty than Hồng Thái mỏ mở rộng diện sản xuất tăng sản lượng khai thác năm tới Cơ sở tài liệu cấu trúc luận văn Luận văn xây dựng sở tài liệu chun ngành, cơng trình nghiên cứu khoa học nước, thiết kế khu khai thác Công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp – TKV trạng cơng tác thơng gió mỏ Cấu trúc luận văn gồm mở đầu, ba chương, kết luận chung phụ lục Luận văn hoàn thành hướng dẫn TS Đặng Vũ Chí Qua Tơi xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc Ban giám hiệu trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng đại học & sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn khai thác hầm lị, Ban lãnh đạo Cơng ty TNHH thành viên Than Hồng Thái tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Đặc biệt hướng dẫn giúp đỡ tận tình TS Đặng Vũ Chí, đồng thời tơi bày tỏ lịng biết ơn nhà khoa học đồng nghiệp giúp hoàn thành luận văn Chương HỆ THỐNG THƠNG GIĨ CÁC KHU KHAI THÁC CỦA CƠNG TY THAN HỒNG THÁI 1.1 Đặc điểm vị trí địa lý điều kiện địa chất mỏ 1.1.1 Đặc điểm chung vị trí địa lý, địa hình khí hậu 1.1.1.1 Đặc điểm chung vị trí địa lý Cơng ty than Hồng Thái (trước Xí nghiệp than Hồng thái), Cơng ty than ng Bí thành lập vào sản xuất ngày 22/8/1996 (tiền thân Xí nghiệp sản xuất than vận tải) * Khống sàng khai thác Cơng ty có giới hạn tọa độ địa lý sau: - Từ 106o 36’ đến 106o 43’ kinh độ Đông; - Từ 21o 02’ đến 21o 06’ vĩ độ Bắc * Theo giới hạn tự nhiên - Phía Bắc: Giáp quốc lộ 18B; - Phía Nam: Giáp quốc lộ 18A; - Phía Đơng: Giáp tuyến thăm dị địa chất XXII; - Phía tây: Giáp Cơng ty than Mao khê tuyến IXA 1.1.1.2 Địa hình khí hậu Khống sàng Tràng Bạch khai thác nằm chủ yếu miền địa hình núi cao, đỉnh cao +514, sườn núi dốc từ 40 - 50o phía Bắc, đến 10 - 20o phía nam Khí hậu chia hai mùa rõ rệt Mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 9, lượng mưa trung bình 1619mm; mùa khơ kéo dài từ tháng 10 đến năm sau 1.1.2 Điều kiện địa chất mỏ độ chứa khí vỉa than 1.1.2.1 Địa tầng * Khu vực Tràng khê II, III Địa tầng khu mỏ bao gồm trầm tích hệ Đệ tứ trầm tích thuộc địa tầng chứa than có tuổi (T3n-r – hg) Địa tầng chứa than có chiều dầy khoảng 1790m chứa 26 vỉa than có 12 vỉa than có giá trị cơng nghiệp: V3; V6; V8; V9b; V10; V12; V16; V18; V22; V23; V24 * Khu vực Hồng Thái Địa tầng khu mỏ thuộc điệp Hòn Gai chia ra: - Phụ điệp Hòn Gai dưới: (T3n – r)hg1 dày khoảng 600m không chứa than; - Phụ điệp Hòn Gai giữa: (T3n – r)hg2 dày 200m chứa than; - Phụ điệp Hòn Gai trên: (T3n – r)hg2 không chứa than Cấu tạo uốn nếp Cả khống sàng nếp lồi khơng đối xứng, hai cánh nếp lối 1, nếp lõm 2, nếp lồi 3, nếp lõm cửa ngăn, nếp lồi chân trực Độ dốc cánh uốn nếp thay đổi từ 20 -:- 60o 1.1.2.2 Kiến tạo Thế nằm nham thạch khu vực ổn định, góc dốc từ 32o -;- 50o giới hạn mỏ có mặt đứt gãy sau: - Đứt gãy thuận FCB có phương kéo dài từ Đông sang Tây, hướng cắm phía Bắc, góc dốc từ 64 -:- 70o - Đứt gãy F129 đứt gãy thuận điển hình khu mỏ, có phương Tây Bắc – Đơng nam, hướng cắm phía Đơng Bắc, góc dốc khoảng 70 -:- 80o Đứt gãy ranh giới phân chia hai khu Tràng khê II, Tràng khê III - Đứt gãy thuận Fb phân bố cánh Nam Tràng Bạch - Một số gãy nghịch F1 cắm Nam, F2 cắm Bắc đứt gãy thuận F3 cắm bắc, F15, F19 cắm Đông Bắc 1.1.2.3 Đặc điểm vỉa than Khu vực Tràng khê II, III có 26 vỉa than huy động vào khai thác có chiều dày trung bình đến mỏng gồm có vỉa chính: V24; V18; V12; V10 V9b Các vỉa than lại có chiều dày mỏng Khu vực Hồng Thái có 45 vỉa than, huy động vào khai thác gồm vỉa có chiều dày trung bình đến mỏng, gồm V47; V46; V45; V43 Bảng 1.1 Bảng tiêu chủ yếu chất lượng than vỉa khai thác TT Tên vỉa Giá trị trung bình tiêu chủ yếu AK, % Vch, % Wpt, % Qch, Kcal/kg Sch, % d, T/m3 Vỉa 24 24,87 5,3 3,06 8216 1,82 1,69 Vỉa 18 26,37 7,73 3,37 8069 1,78 1,67 Vỉa 12 23,18 5,49 3,67 8416 0,96 1,64 Vỉa 10 21,85 8,41 4,43 8041 0,51 1,63 Vỉa 9b 26,50 4,79 3,69 8236 0,81 1,64 Vỉa 47 19,14 5,26 4,27 8395 0,78 1,65 Vỉa 46 18,32 4,65 4,72 8343 0,72 1,61 Vỉa 45 22,72 5,42 3,68 8347 0,58 1,63 Vỉa 43 19,01 5,35 4,8 8193 0,7 1,6 1.1.2.4 Đặc điểm độ chứa khí vỉa than Địa tầng chứa than vỉa than thuộc khoáng sàng than Hồng Thái có mặt chất khí: CO2, N2, H2 CH4: Khí H2 thường khơng tồn độc lập mà kết hợp với khí CH4 tạo thành hỗn hợp khí H2 + CH4, xu hướng chung độ chứa khí hỗn hợp H2 +CH4 tăng dần theo chiều sâu Khí CO2 phân bố địa tầng khơng theo quy luật Xu hướng chung gần lộ vỉa hàm lượng cao hơn, xuống sâu giảm Căn theo tính tốn xếp hạng mỏ theo độ khí mêtan Cơng ty TNHH thành viên than Hồng Thái Quyết định số 1059/QĐ – BCT, ngày 02 tháng năm 2010 việc xếp hạng mỏ theo khí mêtan Bộ Trưởng Bộ Cơng thương từ mức +30 -:- lộ vỉa vỉa than khai thác xếp vào mỏ loại I theo khí mêtan Theo “báo cáo tổng hợp tài liệu địa chất mỏ than Tràng Bạch ng Bí Quảng Ninh Cơng ty IT&E lập năm 2005” Cơng tác khí mỏ nghiên cứu từ năm 1968 đến 1998, vào kết nghiên cứu so với quy phạm hành dự báo từ mức -150 -:- Lộ vỉa xếp vào mỏ loại I đến II theo khí mêtan 1.1.3 Tính tự cháy than vỉa 24 khu Tràng khê II, III Công ty TNHH thành viên than Hồng Thái giao quản lý khai thác Vỉa 24 khu Tràng khê II, III từ năm 2003 đến xảy lần cháy nội sinh: - Lần thứ vào ngày 24 tháng năm 2004 lị chợ từ mức +200/+280 cánh đơng, hàm lượng khí CO tăng cao vượt giới hạn cho phép CO = 0,0025% - Lần thứ hai vào ngày 17 tháng năm 2005 lò chợ từ mức 200 -:- 240 cánh tây, dấu hiệu có xuất khí CO tăng nhanh dần đến nồng độ cao dọc theo chiều dài lò chợ - Lần thứ ba vào ngày 04 tháng năm 2008 lò dọc vỉa mức +126 cánh tây Vỉa 24, dấu hiệu có xuất khí CO từ phía hơng bên trụ tăng nhanh vượt giới hạn cho phép - Lần thứ bốn vào ngày tháng năm 2009 lò chợ từ mức +30/+126 cánh tây Vỉa 24, xuất khí CO tăng nhanh vượt 200ppm Qua bốn lần cháy thấy than Vỉa 24 khu Tràng khê II, III Công ty than Hồng Thái có khả cháy nội sinh Việc tổ chức khai thác than cần phải có biện pháp phòng ngừa khả cháy, giảm thiểu thiệt hại cháy nội sinh gây nên 1.1.4 Đặc điểm chung hệ thống mở vỉa * Từ mức + 30 -:- Lộ vỉa sơ đồ mở vỉa lò xuyên vỉa tầng kết hợp với lò dọc vỉa tầng + Khu Tràng khê II, III từ địa hình mở cửa lò XV mức +200, XV mức +126 XV +30 lò dọc vỉa sang hai cánh ruộng mỏ, mở lị thượng khai thác hình thành lị chợ + Khu Hồng Thái: Từ địa hình mở lò dọc vỉa đá +251V46, lò XV +251 (V46 – V47), lị XV mức +30, thượng thơng gió lò dọc vỉa phân tầng, thượng khai thác hình thành lị chợ * Từ mức -150 -:- +30 sơ đồ mở vỉa giếng nghiêng kết hợp với lị xun vỉa tầng Cửa giếng nghiêng có tọa độ: Giếng chính: X = 32.223; Y = 359 530; Z = +27.60 Giếng phụ: X = 32.223; Y = 359 570; Z = +27.60 1.1.5 Đặc điểm chung hệ thống khai thác Công ty TNHH thành viên than Hồng Thái trang bị đồng dây chuyền công nghệ khai từ khai thác lò chợ đến đào lò Hệ thống khai thác áp dụng bao gồm: - Hệ thống khai thai thác cột dài theo phương, lò chợ chống cột thủy lực đơn điều khiển đá vách phá hỏa tồn phần, khấu than khoan nổ mìn áp dụng cho vỉa có chiều dày ≤ 3,5m, góc dốc ≤ 35o, đá vách bền vững trung bình - Hệ thống khai thai thác cột dài theo phương – lò chợ chống cột thủy lực đơn điều khiển đá vách trụ than bảo vệ kết hợp với cột gỗ, cũi lợn, khấu than khoan nổ mìn áp dụng cho vỉa có chiều dày ≤ 3,5m, góc dốc ≤ 35o, đá vách bền vững, khó sập đổ - Hệ thống khai thác cột dài theo hướng dốc: Theo phương tầng khai thác chia thành cột khai thác, cột có chiều dài 60m Tiến hành khai thác cột theo hướng từ xuống theo trình tự khấu dật từ biên giới lị xuyên vỉa, khấu chống cột tổ hợp dàn chống máy bào, điều khiển đá vách phá hỏa tồn phần 1.2 Hệ thống thơng gió mỏ 1.2.1 Khảo sát hệ thống thơng gió chung 1.2.1.1 Phương pháp thơng gió, vị trí trạm quạt Sử dụng phương pháp thơng gió hút cho hệ thống thơng gió chung mỏ Hiện Công ty than Hồng Thái sử dụng 05 trạm quạt gió cho hai khu khai thác (khu Tràng khê II, III khu Hồng Thái) Vị trí trạm quạt, mã hiệu, cơng suất thể qua Bảng -1 115 Bảng 3.36 Bảng tổng hợp chế độ công tác trạm quạt năm 2015 TT Vị trí trạm quạt Qlv (m3/s) θ Hlv (mmH2) 82 35o 236,2 Trạm quạt mức +129 Khu Tràng Khê II, III 25,4 -2,5o 63,2 Trạm quạt mức +200 Vỉa 9b Khu Tràng Khê II 25,4 -2,5o 63,2 Trạm quạt mức +200 Vỉa 18 Khu Tràng Khê II, III 22,1 -5o 67 Trạm quạt mức +200 Vỉa 10 Khu Tràng Khê II 25,4 -2,5o 63,2 Trạm quạt mức +200 Vỉa 12 Khu Tràng Khê II 25,4 -2,5o 63,2 Trạm quạt mức +115 Khu Tràng Khê III 40,5 -2,5o 160,7 Trạm quạt mức +125 Khu Hồng Thái - Năm 2015 cần lắp đặt quạt gió mã hiệu BD-II-4-No11 (2x18,5kw) cho trạm quạt mức +200 Vỉa 12 Khu tràng Khê II phục vụ cho cơng tác đào lị chuẩn bị, khai thơng tầng +30/+200 Vỉa 12, với đặc tính kỹ thuật cơng suất quạt đáp ứng yêu cầu Chế độ làm việc quạt trì trạng thái góc lắp cánh θ = -2,5o; lưu lượng làm việc Qlv = 25,4m3/s; Hạ áp Hlv = 64,5mmH2O - Trạm quạt mức +129 Khu Tràng Khê II, III chế độ công tác θ = -5o; lưu lượng làm việc Qlv = 22,1m3/s; Hạ áp Hlv = 68,4mmH2O - Trạm quạt mức +200 Vỉa 9b Khu Tràng Khê II, chế độ công tác θ = -5o; lưu lượng làm việc Qlv = 22,4m3/s; Hạ áp Hlv = 63,2mmH2O - Trạm quạt mức +200 Vỉa 18 Khu Tràng Khê II, III chế độ công tác θ = -5o; lưu lượng làm việc Qlv = 22,1m3/s; Hạ áp Hlv = 67mmH2O - Trạm quạt mức +125 Khu Hồng thái chế độ công tác θ = 35o; lưu lượng làm việc Qlv = 101m3/s; Hạ áp Hlv = 510mmH2O - Trạm quạt mức +200 Vỉa 12Khu Tràng Khê II chế độ công tác θ = -2,5o; lưu lượng làm việc Qlv = 25,4m3/s; Hạ áp Hlv = 71mmH2O 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Giai đoạn từ năm 2011 đến 2015 Công ty Than Hồng Thái khai thác xuống sâu, Khu Hồng Thái, diện khai thác tập trung, sơ đồ thơng gió chuyển từ sơ đồ thơng gió sườn sang sơ đồ thơng gió trung tâm, lưu lượng gió mỏ lớn sơ đồ mạng gió mỏ phức tạp so với năm trước Khu Tràng Khê II, III mở rộng diện khai thơng, nhiều cửa lị thơng ngồi địa hình, lưu lượng gió mỏ vào từ cửa lò xuyên vỉa mức +30, phân thành nhiều nhánh, đòi hỏi đầu tư lắp đặt thêm trạm gió đảm bảo kế hoạch khai thác mỏ Kết khảo sát, phân tích giải pháp hồn thiện hệ thống thơng gió nêu cho phép luận văn đưa kết luận sau: Các năm 2010 – 2011 hệ thống thơng gió cịn đơn giản so với năm Chế độ cơng tác trạm quạt gió mức +251 Vỉa 46 không đảm bảo lưu lượng so với lưu lượng gió yêu cầu mỏ (thiếu 0,9m3/s) Thời điểm huy động tối đa lực làm việc quạt, cần phải thay động quạt có cơng suất lớn lực làm việc cao cơng tác thi cơng cơng trình thơng gió phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, giảm tối đa lượng gió rị mỏ Các trạm quạt khu Tràng Khê II, III cần trì chế độ cơng tác quạt tính tốn xác định Năm 2012 trạm quạt gió mức +251 Vỉa 46 làm việc với lực tối đa, đáp ứng lưu lượng gió mỏ trạm quạt dừng hoạt động vào cuối năm 2012 Vỉa 46 Vỉa 47 xuống khai thác tầng +30/+125 Trạm quạt mức +248 Vỉa 43 cần trì chế độ làm việc quạt: góc lắp cánh θ =+2,5o; lưu lượng làm việc Qlv = 37m3/s hạ áp Hlv = 191,7mmH2O đảm bảo u cầu thơng gió theo kế hoạch khai thác Vỉa 43, công suất quạt thấp so với u cầu tính tốn Trạm quạt phục vụ cho khai thác Vỉa 43, tầng +125/+248 kết thúc vào đầu năm 2013 Đề tài đề xuất trì trạm quạt này, bên cạnh cơng trình thơng gió phải đảm bảo u cầu kỹ thuật để hạn chế lượng gió rị qua lị thượng không sử dụng để đáp ứng đủ yêu cầu Các trạm quạt +251 Vỉa 45; +129 Khu Tràng Khê II, III; +200 Vỉa 9b; +350 Vỉa 12 Khu Tràng Khê II trạm quạt +250 Vỉa 12 Khu Tràng khê III trì chế độ cơng tác tính tốn, giới thiệu phần đáp ứng đủ nhu cầu Năm 2013 Khu Hồng Thái khai thác tập trung tầng +30/+125, sơ đồ thơng gió trung tâm, số lượng lò chợ hoạt động đồng thời tương đối lớn, luận văn đề xuất đầu tư trạm quạt gió 2K56-No24 lắp đặt mặt cửa rãnh gió mức +125 để 117 phục vụ khai thác tầng +30/+125 khu Hồng Thái, dừng hoạt động trạm quạt gió mức +251 Vỉa 46; trạm quạt mức +248 Vỉa 43 khu Hồng Thái Di chuyển trạm quạt gió từ mức +250 Vỉa 12 xuống mức +200 cửa rãnh gió mức +200 Vỉa 12 Khu Tràng Khê III; Vỉa 43 khu Hồng Thái dừng hoạt động, chuyển quạt BD-II-4-No11 từ mức +248 đến mức +129 khu Tràng Khê để thay cho quạt FBDCZ-II-4-No12 (2x45kw) Năm 2014, cần phải lắp đặt quạt gió mã hiệu BD-II-4-No12 (2x45kw), cho trạm quạt mức +115 Khu Tràng Khê III (quạt gió thu hồi từ trạm quạt gió mức +251 Vỉa 46 Khu Hồng Thái; di chuyển quạt gió mã hiệu BD-II-4-No11 (2x18,5kw) từ trạm quạt mức +200 Vỉa 12 khu Tràng Khê III lắp đặt cho trạm quạt mức +200 Vỉa 10 Khu tràng Khê II phục vụ cho cơng tác đào lị chuẩn bị, khai thơng tầng +30/+200 Vỉa 10 Năm 2015, cần di chuyển quạt gió mã hiệu BD-II-4-No11 (2x18,5kw) từ mức mức +251 Vỉa 45 Khu Hồng Thái xuống mức +200Vỉa 12 Khu Tràng Khê II, hỗ trợ cho cơng tác đào lị chuẩn bị Cần thiết phải trì chế độ làm việc trạm quạt năm theo kết tính tốn, giới thiệu Chương 118 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Đặng Vũ Chí, Phạm Thanh Hải, Nguyễn Trọng Hịa, Lê Ngọc Đồng “Cơ sở đánh giá tình hình thơng gió định hướng tăng cường thơng gió cho mỏ khai thác than hầm lò Quảng Ninh” Báo cáo hội nghị khoa học Trường ĐH Mỏ - Địa chất Hà Nội ngày 11/11/2010 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Vũ Chí, (2009) “Các tiêu tổng hợp để đánh giá hệ thống thơng gió chung mỏ hầm lị” Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số 27 Tr.65-69 Trần Xuân Hà, Lê Văn Thao, (1999) “Cơ sở thiết kế thơng gió mỏ Giáo trình dùng cho học viên cao học ngành khai thác mỏ” Trường ĐH Mỏ - Địa chất Hà Nội Lê Văn Thao, (2009) “Nghiên cứu nguyên nhân cháy than vỉa than biện pháp phịng ngừa q trình khai thác” Đề tài nghiên cứu nguyên nhân cháy than vỉa than biện pháp phòng ngừa trình khai thác 120 \ PHỤ LỤC 121 PHỤ LỤC CƠ SỞ TÍNH TỐN THƠNG GIĨ Lưu lượng gió chung cho tồn mỏ Để tính tốn lưu lượng gió chung cho tồn mỏ luận văn sử dụng phương pháp tính tốn thơng gió từ ngồi Theo phương pháp này, lưu lượng gió tính toán cụ thể theo yêu cầu hộ tiêu thụ gió; lưu lượng gió chung cần thiết đưa vào mỏ tổng lượng gió tất hộ tiêu thụ có tính đến khả tăng sản lượng lị chợ phân phối gió khơng khu khai thác 1.1 Tính lượng gió cho lị chợ Lưu lượng gió cần thiết tính cho gương lò chợ chọn lưu lượng lớn yếu tố tính tốn sau: * Tính theo số người làm việc đồng thời lớn m3/s QLC1 = (4 nlc)/60 Trong đó: nlc : Số người làm việc lớn lị chợ 4: Lượng khơng khí cần thiết cho người phút * Tính theo độ xuất khí mêtan sản lượng lị chợ m3/s QLC2 = (qtc T)/60 Trong đó: qtc: Lượng gió cần thiết để khai thác than ngày đêm, m3/phút, phụ thuộc vào hạng mỏ khí nổ mê tan: Mỏ hạng I: qtc = 1,0 m3/phút; Mỏ hạng II: qtc = 1,25 m3/phút; Mỏ hạng III: qtc = 1,5 m3/phút; T: Sản lượng than khai thác ngày đêm, * Tính theo lượng thuốc nổ lần lớn QLC3 = 34 b.V LC t.60 m3/s Trong đó: b: Lượng thuốc nổ lần lớn lần nổ, kg t: Thời gian thơng gió tích cực sau nổ mìn, t = 30phút 122 VLC: Thể tích lị chợ thơng gió, m3 VLC = SLC LLC (SLC tiết diện lò chợ, m2; LLC chiều dài lò chợ, m) * Tính theo yếu tố bụi QLC4 = SLC.Vtư m3/s Trong đó: Vtư: Vận tốc gió tối ưu lị chợ (Vtư = 0,9 -:- 2,0m/s) 1.2 Tính lượng gió cho buồng hầm Lượng gió xác định theo cơng thức: Qhb = (10.N(1-η )kct)/60 m3/phút Trong đó: N: Là tổng công suất máy điện, kW kct: Hệ số chất tải ngày đêm máy điện, ktc = 0,8 η : Hiệu suất máy điện Mỏ chưa có buồng, hầm kho chứa thuốc nổ, hầm nạp ắc quy… hầm lị, bố trí ngồi mặt Dự kiến có ba trạm biến áp đó: - 02 trạm biến áp lò XV +30 Tràng khê II, III có cơng suất 250KVA - 02 trạm biến lắp đặt lị XV +30 Khu Hồng Thái, cơng suất 250KVA Theo cơng thức (2 – 8) lưu lượng gió cần cho trạm biến áp sau: Lưu lượng gió cần cho trạm biến áp cơng suất 250KVA: Qhb = 3,3m3/s; 1.3 Tính lượng gió cho lị chuẩn bị Lưu lượng gió cần thiết tính cho gương lị chuẩn bị chọn lưu lượng lớn yếu tố tính tốn sau: * Tính lượng gió theo số người làm việc đồng thời Qn.lv = n m3/phút (2 – 10) Trong đó: 4: Lượng gió cần cho người phút, n: Là số người làm việc đồng thời lớn đường lị * Tính lượng gió theo điều kiện nổ mìn, (áp dụng thơng gió đẩy) Qn.m = 2,25 A.b.V ϕ t.60 p2 m3/s 123 Trong đó: V: Thể tích đường lị thơng gió, Vđl < Vgh V = Vđl; Vđl>Vgh V = Vgh Ở Vgh = 1,25A.b.Kr (m3) t: Thời gian thơng gió tích cực, 30 phút A: Lượng thuốc nổ lớn lần nổ, kg b: Lượng khí độc sinh nổ 1kg thuốc nổ ϕ : Hệ số tính đến hấp thụ khí độc đất đá sau nổ mìn; ϕ =0,8 đường lị khơ; ϕ =0,6 đường lị độ ẩm bình thường; ϕ =0,3 gương lị ẩm ướt p: Hệ số rị gió ống gió tính theo cơng thức: L ⎛1 ⎞ p = ⎜ kD R + 1⎟ m ⎝3 ⎠ Trong đó: k – Hệ số lọt gió chỗ nối ống, phụ thuộc vào phương pháp nối ống chất lượng đường ống; D – Đường kính đường ống,m; L – Chiều dài toàn đường ống, m; m- Chiều dài đoạn ống, m; R – sức cản đường ống, kμ * Tính lượng gió theo độ khí mêtan Qmt = 100.I g m3/phút (n − no ) Trong đó: Ig: Độ xuất khí mêtan tuyệt đối lớn đường lị, m3/phút no: Nồng độ khí mêtan có sẵn luồng khí đưa vào gương lị, % n: Nồng độ khí mêtan tối đa cho phép luồng gió thải cửa lị chuẩn bị, n = 0,5% * Tính lượng gió theo yếu tố bụi m3/s Qb = S vtu Trong đó: S: Tiết diện ngang đường lị, m2 vtư: Vận tốc gió tối ưu theo yếu tố bụi, vtu = 0,3 – 0,7m/s 1.4 Tính lượng gió rị mỏ Lượng gió rị mỏ Qr.m tính theo cơng thức: Qr.m = ∑q rkt + ∑q r l + ∑ q cg + ∑q c + ∑q t c m3/s 124 Trong đó: ∑q ∑q ∑q ∑q ∑q rkt : Tổng lượng gió rị qua khoảng khai thác, m3/s r l : Tổng lượng gió rò qua đường lò song song, m3/s : Tổng lượng gió rị qua cửa gió, m3/s c g : Tổng lượng gió rị qua cầu gió, m3/s c t c : Tổng lượng gió rị qua thành chắn, m3/s 1.5 Tính lượng gió chung tồn mỏ Qm = 1,1.(Ksl ∑Q LC + ∑Q LCd + ∑Q H + ∑Q hb + ∑Q cb + ∑Q rm ) m3/s Trong đó: 1,1: Hệ số kể đến phân phối gió khơng cho hộ tiêu thụ Ksl: Hệ số kể đến tăng sản lượng lò chợ, Ksl = 1,1 -:- 1,2 ∑Q ∑Q ∑Q ∑Q ∑Q LCd : Tổng lưu lượng gió cần cho lị chợ dự phịng, m3/s H : Tổng lưu lượng gió cần cho buồng hầm, m3/s hb : Tổng lưu lượng gió cần cho hầm bơm, trạm điện, m3/s cb : Tổng lưu lượng gió cần cho gương lị chuẩn bị, m3/s rm : Tổng lưu lượng gió rị mỏ, m3/s Cơng thức tính tốn hạ áp chung mỏ * Hạ áp chung luồng gió xác định theo công thức: Hli = m ∑H j mmH2O i Trong đó: Hli: Hạ áp gây sức cản ma sát theo luồng i ∑H : Hạ áp gây sức cản ma sát đoạn lị thứ j luồng gió i Hạ áp sức cản ma sát gây đoạn đường lò xác định theo công thức sau: j hj = ri x Q2 = α Li × Pi Q Si3 mmH2O (2 – 18) α : Hệ số sức cản động học đường lò, Kg.s2/m4 L, P, S: Chiều dài, chu vi, diện tích tiết diện đường lị Q: Lưu lượng gió qua đường lị, m3/s Sau tính tốn điều chỉnh hạ áp luồng gió hạ áp gây sức cản ma sát tất luồng Khi hạ áp chung mỏ hạ áp luồng 125 gió gây sức cản ma sát cộng với hạ áp gây sức cản cục bộ, hạ áp cục lấy (10 -:- 25)% hạ áp ma sát Hạ áp chung là: Hm = hmax + (10 -:- 25)%hmax mmH2O (2 – 19) Ở hạ áp suất sức hút tự nhiên coi Để tính hạ áp chung mỏ luận văn tính hạ áp gây sức cản ma sát sức cản cục Tính phân phối gió sơ đồ kiểm tra tốc độ gió 3.1 Tính phân phối gió sơ đồ Việc phân phối gió sơ đồ phụ thuộc vào lưu lượng gió yêu cầu hộ tiêu thụ; đồng thời phải tính thêm lượng gió bổ sung theo hệ số Mặt khác, cần ý đến mối quan hệ hộ tiêu thụ gió vị trí có rị gió để tiến hành phân phối gió cho sơ đồ thơng gió cụ thể mỏ 3.2 Kiểm tra tốc độ gió Việc kiểm tra tốc độ gió đường lị tiến hành theo quy định Quy phạm kỹ thuật an toàn hầm lò than diệp thạch TCN 14.06.2006 * Tốc độ gió lớn nhất: - Trong giếng khơng đặt trục tải rãnh gió: 15 (m/s) - Cầu gió: 10 (m/s) - Giếng trục người vật liệu: (m/s) - Đường lò xuyên vỉa vận tải thơng gió: (m/s) - Các đường lị khác: (m/s) - Các đường lò thượng, hạ: (m/s) - Lị chợ: (m/s) * Tốc độ gió nhỏ phụ thuộc vào hạng mỏ, cụ thể sau: - Tốc độ gió trung bình luồng gương lị khấu gương lị cụt mỏ có khí nổ khơng nhỏ 0,25m/s - Ở mỏ xếp loại lớn theo khí Meetan, tốc độ gió trung bình khơng nhỏ 0,5m/s vị trí sau: + Ở gương lị cụt đào theo vỉa dày thoải, vỉa dốc có chiều dày lớn 2m có khí Mê tan; + Ở gương lị cụt có chiều dài 100m lớn phạm vi cách 10m có vỉa than sa thạch chứa khí - Tốc độ gió trung bình đào giếng đào sâu thêm giếng đứng, giếng gió, lị cụt mỏ khơng có khí nổ gương lị cịn lại thơng gió hạ áp chung (trừ loại buồng, hầm) không nhỏ 0,15m/s 126 Điều chỉnh hạ áp luồng gió Để điều chỉnh lưu lượng gió cho hộ tiêu thụ gió cho phù hợp với u cầu tính tốn ta cần tính tốn tổng hạ áp luồng gió mỏ ⎧h1 = ∑ Ri1.Qi12 = R11.Q112 + R21.Q212 + Rn1.Qn21 ⎫ ⎪⎪ ⎪ 2 h = R Q = R12.Q12 + R22.Q22 + Rn 2.Qn ⎪ ⎨ ∑ i2 i2 ⎬ ⎪ ⎪ 2 ⎪⎩hm = ∑ Rim Qim = R1m.Q12m + R2m.Q22m + Rnm.Qnm ⎪⎭ (2 – 20) Từ kết tính tốn hạ áp luồng gió, chọn giá trị hạ áp làm chuẩn (chọn trị số lớn nhỏ nhất) Tính chênh lệch hạ áp luồng gió so với hạ áp chuẩn ( Δhic ), sở ta tiến hành điều chỉnh hạ áp luồng gió theo Δhic phương pháp sau: - Phương pháp điều âm: Là phương pháp điều chỉnh làm tăng sức cản khí động học nhánh riêng biệt toàn mỏ Phương pháp làm tăng lượng tiêu hao lượng để thơng gió mỏ cách đặt cửa gió cửa sổ gió, diện tích cửa sổ gió tính theo cơng thức sau: SCS = SCS = S q (m ) Khi SCS ≤ 0,5 S S.q (m ) 0,65.q + 2,38.S hCB Khi SCS > 0,5 S 0,65.q + 2,63.S hCB Trong đó: S: Diện tích tiết diện đường lị vị trí đặt cửa sổ (m2) q: Lưu lượng gió qua đường lị đặt cửa sổ gió (m3/s) SCS: Diện tích tiết diện cửa sổ gió (m2) hCB: Hạ áp cân hai nhánh gió (mmH2O) Sức cản cửa sổ điều chỉnh gió: RCS = hCB ( kμ ) q2 - Phương pháp điều chỉnh dương: phương pháp điều chỉnh không liên quan tới việc làm tăng sức cản khí động học đường lị Trong phương pháp việc điều chỉnh phân phối gió thực cách giảm sức cản đường lò tăng lưu lượng gió hạ áp nhánh đặt quạt phụ nhánh Chọn quạt gió 5.1 Tính lượng gió quạt cần tạo Qq = Kr Qm Trong đó: m3/phút 127 Kr: Hệ số rị gió trạm quạt, khí quạt đặt giếng có thùng skip Kr = 1,25, buồng Kr = 1,2, giếng phỗng thơng gió khơng vận chuyển Kr = 1,1, giếng dùng để vận chuyển vật liệu Kr = 1,3 5.2 Hạ áp quạt cần tạo Hạ áp quạt cần tạo xác định theo công thức: hq = Hm + htbq = Rm.Qm2 + Rtbq.Qq2 mmH2O Trong đó: Hm: Hạ áp chung mỏ, mmH2O htbq: Hạ áp tổn thất nội thiết bị quạt rãnh gió Rm: Sức cản chung mỏ ( kμ ) a.π Rtbq = Sức cản thiết bị quạt rãnh gió, k μ D a: Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào loại quạt, a = 0,05 quạt hướng trục có rãnh uốn cong từ từ; a = 0,0055 quạt ly tâm có hai mặt hút khơng có phận giảm âm loa khuếch tán; a = 0,04 quạt ly tâm kiểu tang trống; a = 0,1 quạt có rãnh gió bậc D: Đường kính quy chuẩn quạt, m Sau xác định lưu lượng gió hạ áp quạt cần tạo ra, ta tính tốn đường kính sơ quạt (Dsb) Trong đó: Dsb = Am 0,44 m Am: Diện tích lỗ tương đương mỏ, m2 Sau xác định lưu lượng, hạ áp quạt cần tạo ra, đường kính sơ đặc tính kỹ thuật loại quạt Trên sở kế hoach khai thác thời kỳ mỏ khia thác giai đoạn khác cần phải tính tốn giai đoạn để lựa chọn quạt phù hợp theo yêu cầu sau: - Các trị số hq Qq tính phải nằm miền sử dụng hợp lý quạt; - Quạt phải có lực dự phịng để tăng lưu lượng hạ áp tới 20% so với lưu lượng hạ áp lớn tính tốn; - Quạt phải có đường kính hệ số a phù hợp với đường kính quy chuẩn hệ số chọn; - Quạt có khả phục vụ tốt suốt thời gian tồn mỏ 128 Xác định chế độ công tác quạt Chế độ công tác hợp lý quạt xác định điểm giao gữa đường đặc tính mỏ với đường đặc tính quạt quạt làm việc Điểm giao tọa độ hlv, Qlv có giá trị lớn chút so với trị số hq Qq Phương trình đường đặc tính mỏ sau: h = (Kg.Rm + Rtbq).Q2 Trong đó: Kg = K r2 hệ số giảm sức cản mỏ dị gió trạm quạt Rtbq: Sức cản thiết bị quạt rãnh gió, xác định cơng thức: Rtbq = a.Π4 (Kμ) D Tính tốn cơng suất quạt - Cơng suất quạt gió: N q = hq Qq 102.η q η hc Trong đó: hq; Qq – Hạ áp lưu lượng gió quạt gó tạo ra; η q - Hiệu suất quạt η hc - Hiệu suất tính đến khả điều chỉnh chế độ công tác quạt cho phù hợp yêu cầu sản xuất - Công suất động truyền động cho quạt: N dc = Nq η d η m η tr ; (kw) Trong đó: Ndc – Công suất động cơ; η d - Hiệu suất động quạt; η d = 0,9 − 0,95 ; η m - Hiệu suất lưới điện; η tr - Hiệu suất truyền động sang quạt; η tr =1 129 PHỤ LỤC II CÁC BẢNG BIỂU TÍNH TOÁN SỨC CẢN VÀ HẠ ÁP MỎ ... - NGUYỄN TRỌNG HÒA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO THƠNG GIĨ KHI KHAI THÁC XUỐNG SÂU ĐỂ ĐÁP ỨNG YÊU CẦU SẢN XUẤT CHO CÔNG TY TNHH MTV THAN HỒNG THÁI Chuyên ngành : Khai thác mỏ Mã số : 60.53.05... Công ty TNHH thành viên than Hồng Thái (gọi tắt Công ty than Hồng Thái) khai thác mức thông thủy tự nhiên (từ +30 đến lộ vỉa) Sơ đồ thông gió cịn đơn giản, khu khai thác thơng gió trạm quạt gió. .. thơng gió mỏ bao gồm: + Giải pháp mặt tổ chức; + Giải pháp mặt kỹ thuật Đáp ứng cho cơng tác thơng gió mỏ đảm bảo nhu cầu sản xuất cung xuống sâu; + Một số giải pháp khác 49 Chương GIẢI PHÁP