Mục đích của đề tài nhằm giới thiệu cơ sở khoa học và thực tiễn của việc phân loại khí theo hàm lượng mê tan tự nhiên, ưu điểm của phương pháp này là so sánh với phương pháp phân loại theo độ thoát khí và so sánh với phương pháp phân loại theo cả 2 thông số và lựa chọn thông số với mức độ nguy hiểm nhất. Phần tiếp theo. Mời các bạn cùng tham khảo!
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ NGHIÊN CỨU PHÂN LOẠI MỎ THEO MỨC ĐỘ NGUY HIỂM VỀ KHÍ MÊ TAN Ở CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH TS Lê Trung Tuyến, TS Nguyễn Minh Phiên Ths Đỗ Mạnh Hải, Ths Hồng Quang Hợp Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: TS Trần Tú Ba Tóm tắt: Bài báo giới thiệu sở khoa học thực tiễn việc phân loại khí theo hàm lượng mê tan tự nhiên, ưu điểm phương pháp so sánh với phương pháp phân loại theo độ khí so sánh với phương pháp phân loại theo thông số lựa chọn thông số với mức độ nguy hiểm Phần tiếp theo, báo giới thiệu kết đạt công tác phân loại khí mê tan mỏ than hầm lị năm qua, cơng trình góp phần nâng cao mức độ an tồn góc độ phịng chống cháy nổ khí mê tan q trình sản xuất than hầm lò Phần cuối báo đề xuất định hướng phân loại khí mêtan cho mỏ than hầm lò tương lai Đặt vấn đề Khi sản lượng khai thác than ngày cao, khai thác xuống sâu với quy mô sản xuất tập trung hiểm họa cháy nổ khí mê tan khí than lớn Điều chứng tỏ cần thiết cấp bách việc nghiên cứu đánh giá sâu sắc mức độ nguy hiểm khí mê tan nhằm tăng thêm mức độ an toàn cho người lao động tài sản trình khai thác than hầm lò Trong thực tế, theo phân loại mức độ nguy hiểm khí mê tan hạng mỏ cao chế độ sử dụng trang thiết bị mỏ nghiêm ngặt giá trị đầu tư cho công tác an toàn lớn Việc đánh giá, phân loại mức độ nguy hiểm khí mê tan vùng khống sàng hay mỏ than hầm lị có ý nghĩa to lớn, giúp cho người làm công tác mỏ đưa biện pháp, giải pháp hợp lý nhằm ngăn ngừa hiểm hoạ cháy nổ khí, lựa chọn cơng nghệ khai thác phù hợp, sử dụng trang thiết bị mỏ tương thích với cấp hạng mỏ nhằm nâng cao mức độ an toàn hiệu kinh tế Hiện trạng phân loại mỏ theo mức độ nguy hiểm khí mê tan Việt Nam giới Tại Việt Nam thời điểm trước năm 2011, việc phân loại mỏ dựa hồn tồn vào độ khí mê tan tương đối (Quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than diệp thạch TCN-14.06.2000, TCN-14.06.2006) Năm 2011, BCT ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị QCVN 01:2011/BCT Trong đó, Điều 51 Quy định mỏ nguy hiểm khí mê tan bổ sung đưa thêm giá trị độ chứa khí mê tan tự nhiên vỉa than Theo đó,cơng tác phân loại mỏ hàng năm dựa sở giá trị cao hai đại lượng độ chứa khí tự nhiên độ khí tương đối Từ thời điểm tới nay, với việc phân loại dựa hai yếu tố góp phần kiểm sốt tốt khí mê tan q trình sản xuất, đánh giá xác mức độ nguy hiểm khí mê tan vỉa than, giúp người quản lý có nhìn tổng thể nguy hiểm khí mê tan mỏ, qua đưa biện pháp phịng ngừa hợp lý, nâng cao mức độ an toàn cho người lao động Đến nay, mỏ đánh giá nguy hiểm khí mê tan Mạo Khê, Khe Chàm, năm gần phát thêm nhiều vỉa than có độ chứa khí cao, điển hình như: Quang Hanh năm 2013 - Vỉa KN (4,58 m3/ TKC) vỉa 14 TT (3,86 m3/TKC); Công ty 35 Đông Bắc năm 2016 - Vỉa Tây Nam Khe Tam (3,33 m3/TKC); Hạ Long khu Khe Chàm I năm 2017 - Vỉa 11 (4,48 m3/TKC); Mông Dương năm 2018 - Vỉa L7TT (2,55 m3/TKC); Dương Huy năm 2019 - Vỉa khu Nam (3,77 m3/TKC).Tuy nhiên, việc phân loại mỏ Việt Nam bất cập số tồn như: chưa phản ánh hết mức độ nguy hiểm khí mê tan, dùng kết năm để phân loại mỏ cho năm sau, chưa phân loại chi KHCNM SỐ 3/2021 * AN TỒN MỎ 43 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Bảng Kết xác định độ chứa khí phân loại mỏ theo độ chứa khí giai đoạn 2017-2020 TT 44 Tên đơn vị Mạo Khê Vàng Danh Khe Chàm III Nam Mẫu Hà Lầm Thống Nhất Quang Hanh Dương Huy ng Bí Tên vỉa Mức khai thác Độ chứa khí tự nhiên, m3/ TKC 2017 2018 2019 2020 Xếp hạng mỏ theo độ chứa khí tự nhiên 2017 2018 2019 2020 Loại Vỉa Đông Nam III -150/-80 Vỉa TB II -150/-80 0,19 2,93 2,11 3,45 Loại Loại Loại Loại Vỉa 9B Tây -150/-80 0,20 0,65 0,06 1,11 Loại Loại Loại Loại Vỉa khu Cánh Gà -50/250 0,17 0,08 Loại Loại Vỉa GVD -175/105 0,13 0,07 0,20 0,11 Loại Loại Loại Loại Vỉa 14.5 -300/100 0,39 1,12 1,15 0,93 Loại Loại Loại Loại Vỉa 14.2 -300/100 1,21 Loại Loại Vỉa (T.IV -:T.V) 50/80 Vỉa 6a (T.IV -:- T.V) 1,13 2,09 0,11 Loại 0,23 Loại Vỉa -300/130 1,24 0,75 0,55 0,57 Loại Loại Loại Loại Vỉa 11 khu II&III -300/130 0,42 1,02 0,11 0,12 Loại Loại Loại Loại Phân vỉa 5C -35/Lộ vỉa 0,87 0,47 1,20 Loại Loại Loại Phân vỉa 6B -140/-35 0,97 0,73 1,08 1,45 Loại Loại Loại Loại Phân vỉa 6D -140/-35 0,46 0,47 1,40 1,40 Loại Loại Loại Loại Vỉa khu nam -175/-50 2,55 1,54 0,55 Loại Loại Loại Vỉa trung tâm -175/-50 2,08 2,45 2,05 Loại Loại Loại Loại Vỉa khu ĐN -175/-50 1,85 2,58 1,03 Loại Loại Loại Vỉa khu Trung tâm -100/38 1,50 0,36 0,38 0,48 Loại Loại Loại Loại Vỉa khu Nam -100/39 2,15 2,40 1,91 3,77 Loại Loại Loại Loại Vỉa (43) Tràng Bạch -150/Lộ vỉa 0,32 0,45 0,34 Loại Loại Loại Vỉa khu Hạ My 131/260 0,09 0,09 0,17 Loại Loại Loại KHCNM SỐ 3/2021 * AN TỒN MỎ 2,63 THƠNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ TT Tên đơn vị Tên vỉa Vỉa 14 khu VI 10 11 12 13 Hạ Long Mơng Dương Hịn Gai Núi Béo Mức khai thác Độ chứa khí tự nhiên, m3/ TKC Xếp hạng mỏ theo độ chứa khí tự nhiên 2017 2018 2019 2020 2017 2018 2019 2020 1,02 1,60 1,73 1,77 Loại Loại Loại Loại -100/-25 Vỉa 11 Khe Chàm I -325/225 4,48 3,96 2,04 Loại Loại Loại Vỉa khu IIB -60/-30 1,34 0,99 0,71 Loại Loại Loại Vỉa H10 khu Trung tâm -250/97,5 1,23 0,74 0,47 0,29 Loại Loại Loại Loại Vỉa L7 khu TT -250 1,70 2,03 2,55 1,64 Loại Loại Loại Loại Vỉa 11 khu GK -160/130 0,37 0,10 0,11 0,44 Loại Loại Loại Loại Vỉa Bình Minh -160/-85 0,19 0,23 0,83 0,41 Loại Loại Loại Loại Vỉa 11 khu IV -50/-20 0,25 0,45 0,27 0,40 Loại Loại Loại Loại Khu I vỉa 11 -210/170 0,27 0,34 Loại Loại Khu II vỉa 11 -200/100 0,51 Loại Khu III vỉa 11 -140/0 0,3 Loại tiết cho khu vực vỉa, lấy giá trị cao để phân loại cho mỏ Chi tiết kết xác định độ chứa khí phân loại mỏ theo độ chứa khí đơn vị TKV giai đoạn từ năm 2017 đến năm 2020 xem bảng Tại số nước có cơng nghiệp khai thác than phát triển Nhật Bản, Ba Lan, Nga, Trung Quốc, Mỹ sau trải qua vụ cháy nổ khí lớn vào năm 60, 70 kỷ XX không ngừng tăng cường đầu tư cho cơng tác nghiên cứu khí mỏ nước nêu có hệ thống quản lý khí mỏ hồn thiện có đạo luật quản lý giám sát khí mỏ hợp lý Việc phân loại mỏ thực chi tiết hơn, sở để phân loại yếu tố khí độ chứa khí mê tan vỉa, độ khí tuyệt đối, hàm lượng khí đường lị Trong đó, độ khí mê tan yếu tố để đánh giá Việc phân loại dựa theo độ chứa khí vỉa kết hợp với độ khí tuyệt đối đường lò cho phép phân biệt khu vực có khí mức độ khác nhau, sở cho phép sử dụng thiết bị mỏ với mức độ an toàn khác nhau, điều mang lại hiệu kinh tế cao Phương pháp phân loại mỏ theo mức độ nguy hiểm khí mê tan Việt Nam số nước giới ưu nhược điểm phương pháp phân tích, liệt kê bảng Cụ thể, việc áp dụng quy định công tác xếp hạng mỏ theo yếu tố khí mê tan Việt Nam số tồn sau: - Việc lấy độ khí khu vực cao để làm sở phân hạng cho toàn mỏ nói chung chưa thể chi tiết cho khu vực vỉa; - Dùng kết đo đạc, phân tích năm làm sở để phân hạng cho năm sau nên chưa đánh giá mức độ nguy hiểm khí mê tan, đặc biệt khu vực vỉa có biến động địa chất lớn; - Trong khu vực mỏ độ khí vỉa khác nhau, nhiên, áp dụng chung chế độ loại thiết bị điện lò dẫn đến tổn thất lớn kinh tế, đặc biệt mỏ xếp hạng KHCNM SỐ 3/2021 * AN TỒN MỎ 45 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Bảng Các phương pháp phân loại mỏ theo mức độ nguy hiểm khí mê tan Việt Nam giới TT 46 Tên nước Nội dung phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Nhật Bản Phân loại theo hàm lượng khí đường lị: Mỏ loại A - Hàm lượng khí cháy luồng gió thải tồn mỏ vượt q 0,25%; - Hàm lượng khí cháy khu khai thác mỏ vượt 0,5%; - Phát hàm lượng khí cháy 3% số nơi lị ngừng thơng gió Mỏ loại B - Là mỏ không thuộc loại A Ngoài ra: Đưa thêm tiêu chuẩn: “Khu vực miễn trừ” - Phương pháp phân loại đơn giản - Khu vực miễn trừ quy định cụ thể, rõ ràng - Sử dụng đèn lị an tồn kể mỏ khơng có khí - Tiết kiệm tối đa chi phí đầu tư, mang lại hiệu kinh tế cao - Việc cấp phép khu vực miễn trừ nhiều thời gian, phức tạp - Hệ thống giám sát khí khu vực miễn trừ phải có độ tin cậy cao - Các khu vực miễn trừ cần phải đầu tư thêm hệ thống máy móc thiết bị lên gây lãng phí Phân loại theo độ chứa khí độ khí - Độ chứa khí: Được xác định q trình thăm dị địa chất sơ xếp loại mỏ ban đầu phục vụ cho trình thiết kế mỏ - Độ khí (m3/t.ng-đ): Được chia thành loại sau: - Loại I: