Đang tải... (xem toàn văn)
Bài báo đánh giá ưu điểm cũng như các vấn đề còn tồn tại của công nghệ, đề xuất, đi sâu phân tích các phương án công nghệ lò chợ khoan nổ mìn, sử dụng 2 máng cào vận chuyển than và thiết bị nhằm đổi mới và hoàn thiện công nghệ. Mời các bạn tham khảo!
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LÒ CHỢ KHẤU THAN BẰNG KHOAN NỔ MÌN, HẠ TRẦN THU HỒI THAN NĨC, CHỐNG GIỮ BẰNG GIÁ THỦY LỰC SỬ DỤNG HAI MÁNG CÀO VẬN TẢI THAN TS Vũ Văn Hội, TS Lê Đức Nguyên ThS Phùng Việt Bắc Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: TS Đào Hồng Quảng Tóm tắt: Bài báo đánh giá ưu điểm vấn đề cịn tồn cơng nghệ, đề xuất, sâu phân tích phương án cơng nghệ lị chợ khoan nổ mìn, sử dụng máng cào vận chuyển than thiết bị nhằm đổi hồn thiện cơng nghệ Đặt vấn đề Để nâng cao hiệu khai thác vỉa than dày thoải đến nghiêng, khoảng 10 năm trở lại đây, mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh đưa vào áp dụng hai loại chống thủy lực tiên tiến có xuất xứ từ Trung Quốc giá khung thủy lực di động (hay gọi giá khung) giá thủy lực di động liên kết xích (hay cịn gọi giá xích) lị chợ hạ trần than Kết áp dụng cho thấy lò chợ hạ trần chống giữ giá khung giá xích cho tiêu kinh tế kỹ thuật tốt với cơng suất lị chợ bình qn từ 140.000 ÷ 200.000 T/năm, suất lao động đạt từ 5,0 ÷ 8,0 T/công; điều kiện làm việc cải thiện mức độ an tồn nâng cao so lị chợ hạ trần chống giữ giá thủy lực di động XDY cột thủy lực đơn với xà hộp áp dụng trước mỏ hầm lò Trong năm gần đây, sản lượng than khai thác từ lò chợ hạ trần chống giữ giá khung, giá xích, khấu than khoan nổ mìn đóng góp tỷ trọng lớn (trên 30%) tổng sản lượng than khai thác hàng năm phương pháp hầm lò Tập đồn (hình 1) Tuy nhiên, q trình áp dụng giá khung, giá xích lị chợ hạ trần cho thấy số tồn công nghệ, có việc sử dụng máng cào để vận tải chung than khấu gương than hạ trần Cụ thể, khoan nổ mìn khấu gương, máng cào nằm sau hàng cột gương giá nên toàn lượng than nằm vị trí máng cào, địi hỏi cơng nhân phải xúc bốc thủ cơng lên máng với chi phí thời gian lớn kéo dài từ ¸ 10 (lị chợ dài 80 ¸ 120 m) Đồng thời, thu hồi than hạ trần, máng cào nằm trước hàng cột phá hỏa giá nên công nhân phải dùng choòng, xẻng chọc xúc than thu hồi lên máng cào, điều kiện vỉa than có chiều dày, chiều cao lớp than hạ trần lớn thời gian thực công tác thu hồi thường kéo dài từ 12 ÷ 16 Những tồn dẫn đến thời gian hoàn thành chu kỳ khai thác lò chợ hạ trần, đặc biệt lò chợ chiều cao lớp than hạ trần lớn chống giữ giá khung giá xích thường kéo dài từ ¸ ca, điều kiện làm việc công nhân xúc tải thủ công vất vả, nên sản lượng, suất lao động đạt lò chợ ngưỡng giới hạn Từ thực tế cho thấy, để gia tăng sản lượng, suất nâng cao mức độ giới, cải thiện điều kiện làm việc, cần tiếp tục nghiên cứu khắc phục tồn cơng nghệ Hình Sản lượng than hầm lò tỉ trọng sản lượng khai thác lị chợ giá khung, giá xích mỏ hầm lò TKV giai đoạn 2007 – 2017 KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LỊ THƠNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Đặc điểm kết cấu tham số kỹ thuật giá khung, giá xích sử dụng mỏ hầm lị TKV Giá khung, giá xích dạng chống tổ hợp, nằm chống đơn chống giới hóa (giàn chống tự hành), dạng chống cải tiến tảng giá thủy lực di động XDY Về hình dạng kết cấu, giá khung, giá xích giống với giá XDY giống với giàn chống tự hành kiểu đỡ khơng hồn chỉnh với kết cấu gồm phần: 1- xà nóc, - cột chống (khơng có phần đế giàn) (hình 2c) Khơng gian làm việc giá lị chợ gồm luồng: (1) - luồng không gian hàng cột chống; (2) - luồng không gian hàng cột trước gương than Trong lò chợ, máng cào bố trí khơng gian luồng 1, đảm nhiệm công tác vận tải than khấu gương than thu hồi (hình 3) Về cấu tạo, giá khung, giá xích thiết kế thiết kế với số kiểu khác Xà nóc; cột; đế; xà chắn b chống CGH kiểu đỡ số chi tiết kiểu xà, kiểu dầm tiến gương, hình thức liên kết giá, cách thức di chuyển [2,3], v.v , đó, điều kiện vỉa than dày, thoải đến nghiêng mỏ hầm lò Việt Nam chủ yếu sử dụng loại giá khung chỉnh thể (xà có dạng liền) mã hiệu ZH1600/16/24Z GK1600/16/24HT có khoảng cách từ hàng cột trước đến đầu xà giá khoảng 675mm, khoảng cách hai hàng cột chống 1950mm, tổng chiều dài xà 2960mm Đối với giá xích, khoảng cách hai hàng cột thiết kế 1710mm khoảng cách từ hàng cột trước đến đầu xà giá khoảng 788mm, tổng chiều dài xà giá chống 2760mm Chi tiết tham số loại giá chống xem bảng Trên sở đặc điểm cấu tạo giá khung/ giá xích trên, với kích thước loại máng cào sử dụng để vận tải than phù hợp với lò chợ giá khung/giá xích mỏ hầm lị từ 420 ¸ 620mm thấy, khơng gian xà nóc; cột; đế; xà chắn b chống CGH kiểu đỡ Xà nóc; cột; c Giá khung, giá xích Hình So sánh hình dạng kết cấu dạng chống giới hóa dạng giá khung, giá xích [2,3] Bảng Bảng đặc tính kỹ thuật số loại giá khung, giá xích sử dụng mỏ hầm lò Việt Nam TT 10 11 12 13 14 15 Thông số kỹ thuật Mã hiệu Chiều cao tối đa Chiều cao tối thiểu Chiều rộng giá Chiều dài giá Bước tiến giá Tải trọng ban đầu Tải trọng làm việc Cường độ chống giữ Áp suất trạm bơm Số cột thuỷ lực giá Đường kính xi lanh cột chống Góc dốc làm viêc theo hướng dốc Góc dốc làm việc theo phương Khoảng cách giá Đơn vị mm mm mm mm mm KN KN MPa MPa mm Độ Độ mm KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LỊ Thơng số ZH1600/16/24Z GK160016/24HT ZH1800/16/24ZL 2400 2400 2400 1600 1600 1600 960 960 1200 2960 2960 2760 800 800 800 950 950 1545 1600 1600 1875 0,45¸0,56 0,45¸0,56 0,65¸0,92 31,5 31,5 31,5 4 110 110 125 ≤ 35 ≤ 35 ≤ 45 ≤ 15 ≤15 ≤15 1020 1020 1250 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ xà giá; khung đỡ xà; dầm tiến gương; cột chống; 5, chắn đá a giá khung 1- xà giá; 2- xích liên kế; - dầm tiến gương; - cột chống; - chắn đá b giá xích Hình Đặc điểm cấu tạo giá khung, giá xích sử dụng mỏ hầm lò Việt Nam hồn tồn xem xét bố trí thêm máng cào để tách riêng công tác vận tải than khấu gương than thu hồi áp dụng hệ thống khai thác lị chợ dài có hạ trần thu hồi than khai thác vỉa dày, thoải đến nghiêng Ngồi ra, cải tiến phần xà giá chống với hình thức kết cấu gần tương chống giới hạ trần thu hồi than kiểu cửa sổ thấp (hình2a) để bố trí máng cào không gian thu hồi Nghiên cứu phương án khai thác lò chợ, hạ trần thu hồi than nóc, chống giữ giá khung/giá xích sử dụng hai máng cào vận tải than Bản chất việc nâng cao sản lượng, suất lao động lò chợ theo hướng giải pháp sử dụng máng cào vận tải than lò chợ thực giới khâu xúc bốc than khấu gương xúc, tải than thu hồi, rút ngắn thời gian công đoạn công nghệ này, từ rút ngắn thời gian chung chu kỳ khai thác lị chợ Từ đặc điểm cơng nghệ lị chợ khoan nổ mìn cấu tạo loại giá khung/giá xích thấy, việc nâng cao mức độ giới cơng tác xúc bốc than lị chợ lò chợ chống giữ giá khung/ giá xích theo hướng bố trí máng cào thực theo phương án sau: 3.1 Phương án 1: Máng cào gương bố trí trước hàng cột trước giá, máng cào thu hồi bố trí hai hàng cột giá Đối với lò chợ sử dụng cách bố trí máng cào với giá chống theo hình thức này, đặc điểm trình tự thực khâu cơng nghệ chu kỳ sản xuất lị chợ sau: + Công tác khai thác: Khấu than khoan nổ mìn với tiến độ khấu 0,8m/luồng Để nâng cao ổn định lò chợ, khai thác lò chợ phải chia thành nửa, nửa lò chợ tiến hành cơng tác khấu gương, nửa lị chợ cịn lại tiến hành cơng tác thu hồi than Trình tự thực cơng việc chu kỳ khai thác: Củng cố lị chợ ® Khoan nổ mìn khấu gương lị chợ ® Đẩy chắn gương đỡ tạm ® Xúc, tải than khấu gương ® Khấu lị chợ thơng luồng ® Di chuyển máng cào trước sang luồng ® Di chuyển máng cào thu hồi sang luồng ® Di chuyển giá chống, chống giữ lị chợ ® Tháo thu hồi than ® Di chuyển máng cào thu hồi + Cơng tác xúc bốc vận tải than: Công tác KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LỊ THƠNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ vận tải than khấu gương thực riêng máng cào đặt phía trước hàng cột trước giá Than thu hồi tháo xúc tải thủ công lên máng cào thu hồi So với lò chợ sử dụng giá chống sử dụng máng cào nay, sơ đồ công nghệ khai thác lị chợ thiết bị chống giữ có điểm có điểm giống khác sau: + Về kết cấu kích thước giá chống hồn toàn giống với giá chống mỏ hầm lị + Về trình tự phương thức thực cơng tác chu kỳ sản xuất lị chợ: Các cơng tác khoan - nổ mìn, đẩy dầm tiến gương chống tạm thu hồi than hạ trần hồn tồn Khác biệt cơng nghệ hai sơ đồ chủ yếu công tác xúc tải than khấu gương, công tác di chuyển giá chống chống giữ lị chợ, di chuyển máng cào (chi tiết thể bảng 2) Đối với hướng đổi này, cơng nghệ khai thác lị chợ có ưu điểm so với lị chợ máng cào là: (1) Cơ giới hóa phần lớn khâu xúc bốc than gương lò chợ; (2) tiến hành song song số cơng việc chu kỳ khai thác lò chợ Tổng thời gian vận tải than gương giảm 2,4 ÷ 2,8 giờ/ngày-đêm Như vậy, qui đổi tương đương hiệu khai thác lị chợ tăng ÷ 12,5%, lị chợ phải đợi khấu thơng luồng tồn tuyến di chuyển giá chống (thời gian khấu thơng thường từ ÷ ca sản xuất), nhược điểm lớn sơ đồ công nghệ Công nghệ áp dụng phù hợp cho vỉa than có hệ số kiên cố trung bình đến lớn, chiều dày lớp than thu hồi không lớn Máng cào gương; máng cào thu hồi PA 1: Máng cào gương bố trí PA 2: Máng cào gương bố trí trước PA 3: Máng cào gương bố trí trước hàng cột trước giá, hàng cột trước giá, máng cào thu không gian hai hàng cột máng cào thu hồi bố trí hai hồi bố trí sau hàng cột sau giá giá, máng cào thu hồi bố trí sau hàng cột giá hàng cột sau giá Hình Các phương án bố trí máng cào lị chợ sử dụng máng cào vận tải than, chống giữ lò chợ giá khung/giá xích Bảng So sánh ưu, nhược điểm lò chợ giá chống máng cào theo phương án với lò chợ máng cào Lị chợ giá khung, giá xích Lị chợ giá khung, giá xích sử TT Nội dung máng cào dụng máng cào Khấu gương Tương đương Tương đương Xúc bốc vận tải than gương Chống tạm Di chuyển chống chống giữ lò chợ Thu hồi than hạ trần Di chuyển máng cào lò chợ Khối lượng than xúc thủ công lớn; thời gian xúc bốc vận tải than lớn Tương đương Có thể di chuyển chống để chống giữ lị chợ sau tải hết than đoạn khấu Tính linh hoạt giá chống cao mức độ ổn định lò chợ tốt Tương đương Di chuyển thủ cơng KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LỊ Khối lượng than xúc bốc thủ cơng (50 ÷ 60%); thời gian xúc bốc vận tải than Tương đương Không thể di chuyển giá chống để chống giữ lị chợ đoạn khấu Tính linh hoạt giá chống thấp mức độ ổn định lò chợ than mềm yếu Tương đương Di chuyển thuận tiện nhờ kích liên kết sẵn có máng cào gương máng cào thu hồi THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ 3.2 Phương án 2: Máng cào gương bố trí phía trước cột trước, máng cào thu hồi bố trí phía sau hàng cột sau giá Điểm then chốt hướng thứ hai xem xét bố trí máng cào thu hồi phía sau hàng cột chống giá Để bố trí máng cào theo hướng này, phần đuôi giá chống cần thiết kế thêm xà đuôi (giống kết cấu xà thu hồi chống giới hóa có cửa thu hồi thấp (hình 5) Đối với hướng bố trí máng cào lị chợ, giá chống theo cách này, đặc điểm trình tự thực khâu cơng nghệ chu kỳ sản xuất lị chợ sau: + Công tác khai thác: Khấu than khoan nổ mìn với tiến độ khấu 0,8m/luồng (như lị chợ máng cào) Giống cách 1, đặc điểm máng cào trước bố trí phía trước hàng cột trước giá chống, muốn di chuyển giá chống phải tiến hành di chuyển máng cào gương trước, để nâng cao ổn định lò chợ, khai thác lò chợ phải chia thành nửa, nửa lò chợ tiến hành cơng tác khấu gương, nửa lị chợ cịn lại tiến hành cơng tác thu hồi than Trình tự thực cơng việc chu kỳ khai thác: Củng cố lị chợ ® Khoan nổ mìn khấu gương lị chợ ® Đẩy chắn gương đỡ tạm ® Xúc, tải than khấu gương ® Khấu lị chợ thơng luồng ® Di chuyển máng cào trước sang luồng ® Di chuyển giá chống chống giữ lị chợ ® Tháo thu hồi than ® Di chuyển máng cào thu hồi + Cơng tác xúc bốc vận tải than: Công tác vận tải thực máng cào, than khấu gương vận tải máng cào sát luồng gương lò chợ; than thu hồi, tháo trực tiếp xuống máng cào thu hồi vận tải xuống chân chợ Hình Cấu tạo giá chống máng cào bố trí theo cách xà giá; khung đỡ xà; dầm tiến gương; cột chống; xà đuôi Ưu điểm phương án cho phép thực giới xúc bốc phần lớn lượng than khấu gương than thu hồi, rút ngắn thời gian công tác xúc tải than khấu gương thu hồi than Đồng thời, việc bổ sung kết cấu xà thu hồi cho phép đẩy nhanh tốc độ nâng cao hiệu hồi than Lị chợ sử dụng máng cào theo phương án bố trí có nhược điểm sau: (1) Tổ chức sản xuất lò chợ phức tạp, tính linh hoạt giá chống thấp, việc di chuyển giá chống giữ lị chợ bị phụ thuộc vào di chuyển máng cào gương; (2) Mức độ ổn định lò chợ kém, đặc biệt than mềm yếu sau khấu xong đoạn khấu lị chợ khơng thể tiến hành cơng tác chống di chuyển giá để chống giữ lị chợ mà phải đợi lị chợ khấu thơng luồng di chuyển máng cào gương Ngoài ra, đặc điểm bố trí nên khơng gian lị chợ chiều dài giá chống sử dụng cách lớn nhiều so với lò chợ máng cào Bên cạnh khoảng cách hai máng cào tương đối xa (2,6 ÷ 2,8 m) khơng có lợi cho việc liên kết hai máng cào để hỗ trợ việc di chuyển Từ đặc điểm trên, phương án công nghệ phù hợp để áp dụng cho vỉa than thoải đến nghiêng (đến 20 ¸ 250), than có độ kiên cố trung bình trở lên chiều dày lớp than thu hồi lớn 3.3 Phương án 3: Máng cào gương bố trí hai hàng cột, máng cào thu hồi bố trí sau hàng cột sau giá chống Đối với lò chợ sử dụng cách bố trí máng cào lị chợ với giá chống theo phương án này, đặc điểm công nghệ, kết cấu giá chống trình tự thực cơng tác lị chợ sau: + Công tác khai thác: Khấu than khoan nổ mìn với tiến độ khấu 0,8m/luồng Trình tự thực công việc chu kỳ khai thác: Củng cố lị chợ ® Khoan nổ mìn khấu gương lị chợ ® Đẩy chắn gương đỡ tạm ® Xúc tải than khấu gương ® Di chuyển giá chống chống giữ lị chợ ® Khấu thơng luồng lị chợ ® Di chuyển máng cào trước ® Tháo thu hồi than ® Di chuyển máng cào thu hồi + Công tác xúc bốc vận tải than lò chợ: Tương tự hai phương án 2, theo than khấu gương xúc tải thủ công lên máng cào gương; than thu hồi chọc tháo trực tiếp xuống máng cào thu hồi KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ So với sơ đồ cơng nghệ khai thác lị chợ giá khung, giá xích 01 máng cào, cơng nghệ khai thác có ưu điểm lớn công tác thu hồi than hạ trần thực giới cho phép giảm thiểu tối đa công đoạn chọc xúc bốc thủ công than thu hồi lên máng cào, rút ngắn thời gian thu hồi than hạ trần, đặc biệt công nghệ khai thác lị chợ trình tự khai thác đơn giản giống lò chợ sử dụng 01 máng cào, việc di chuyển giá chống chống giữ lò chợ không phụ thuộc vào máng cào gương, sau tải than khấu gương di chuyển giá chống để chống giữ lị chợ, tính ổn định lị chợ cao Bên cạnh ưu điểm trên, cơng nghệ có nhược điểm điểm như: (1) cơng tác di chuyển máng cào không thuận lợi, phần lớn dựa vào thủ công để sang máng; (2) công tác xúc bốc than khấu gương phải thực thủ công; (3) kết cấu chống phức tạp hơn, chi phí đầu tư giá chống lớn Tương tự phương án 2, sơ đồ công nghệ phù hợp áp dụng cho điều kiện vỉa than thoải đến nghiêng, chiều dày khai thác chiều cao lớp than hạ trần lớn Từ phân tích đặc điểm sơ đồ cơng nghệ khai thác thấy rằng, bố trí thêm máng cào lị chợ làm cho tổ hợp thiết bị quy trình thực cơng đoạn lị chợ trở nên phức tạp tính linh hoạt giá chống hạn chế, xong cho phép nâng cao mức độ giới hóa khâu xúc bốc than gương than hạ trần Theo cách thức bố trí thêm máng cào lị chợ, phương án cơng nghệ có ưu điểm nhược điểm riêng, từ phạm vi áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác khác Trên sở nghiên cứu bước đầu cơng nghệ lị chợ khấu than khoan nổ mìn, chống giữ lị chợ giá khung/giá xích sử dụng máng cào vận tải than, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Vinacomin tiếp tục nghiên cứu xây dựng chi tiết sơ đồ công nghệ thiết kế hoàn thiện giá chống dựa tảng loại giá khung/ giá xích áp dụng mỏ hầm lò Việt nam, phù hợp theo phương án công nghệ đề xuất Kết luận Từ phân tích nêu cho thấy, việc cải tiến giá khung, giá xích để bố trí máng cào vận tải than lò chợ khả thi Viện KHCN Mỏ tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện sơ đồ công nghệ theo phương án đề xuất Kết nghiên cứu tạo điều kiện để nâng cao mức độ giới rút ngắn thời gian công tác xúc tải than lị chợ, qua rút ngắn thời gian thực chu kỳ khai thác, từ góp phần nâng cao sản lượng suất lao động lị chợ giá khung, giá xích khấu than khoan nổ mìn Tài liệu tham khảo: TS Lê Đức Nguyên, Ths Đinh Văn Cường, TS Đào Ngọc Hoàng, KS Nguyễn Văn Dương(2016), Nghiên cứu sử dụng giá khung giá xích thủy lực nhằm thay chống thủy lực đơn mỏ hầm lị, Thơng tin KHCN Mỏ, Viện KHCN Mỏ TS Nguyễn Anh Tuấn (2008), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giá khung di động cho điều kiện khoáng sàng than vùng Quảng Ninh, Viện KHCN Mỏ Tập đồn Than - Khống sản Việt Nam, Thống kê tiêu công nghệ chủ yếu thực năm giai đoạn 2007 ¸ 2017; Study on the longwall coal mining technology with using the drilling and blasting method, coal recovery method, supported by hydraulic support beams and using two coal transport scraper conveyers Dr.Vu Van Hoi, Dr Le Duc Nguyen, MSc Phung Viet Bac Institute of Mining Science and Technology - Vinacomin Summary: The article evaluates the advantages as well as the existing issues of the mining technology, proposes and deeply analyzes the solutions for the longwall coal mining technology with using the drilling and blasting method, coal recovery method, supported by hydraulic support beams and using two scraper conveyers for transporting coal and mining equipment for innovating and improving the mining technology KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ ... gian thu hồi Nghiên cứu phương án khai thác lò chợ, hạ trần thu hồi than nóc, chống giữ giá khung /giá xích sử dụng hai máng cào vận tải than Bản chất việc nâng cao sản lượng, suất lao động lò chợ. .. máng cào lị chợ sử dụng máng cào vận tải than, chống giữ lị chợ giá khung /giá xích Bảng So sánh ưu, nhược điểm lò chợ giá chống máng cào theo phương án với lò chợ máng cào Lị chợ giá khung, giá. .. công than thu hồi lên máng cào, rút ngắn thời gian thu hồi than hạ trần, đặc biệt cơng nghệ khai thác lị chợ trình tự khai thác đơn giản giống lò chợ sử dụng 01 máng cào, việc di chuyển giá chống