Kết quả tớnh toỏn cho thấy, phương ỏn sử dụng trụ nhõn tạo theo đề xuất của đề tài là 1.583.929 đồng/tấn, thấp hơn 33.915 đồng/tấn so với phương ỏn cụng nghệ theo kế hoạch của Cụng ty than Khe Chàm - TKV (1.617.844 đồng/tấn). Nguyờn nhõn chủ yếu là do phương ỏn đề xuất khai thỏc được thờm 22,17 nghỡn tấn than nguyờn khai (19,95 nghỡn tấn than thương phẩm) so với kế hoạch. Tương ứng với tổng sản lượng 67,45 nghỡn tấn than thương phẩm khai thỏc được, giỏ trị làm lợi mang lại cho mỏ chỉ trong một diện lũ chợ 14.5-19 là (67,45 nghỡn tấn x 33.915 đồng/tấn)
= 2.287.610 nghỡn đồng. Chi tiết thể hiện trong bảng 4.8, 4.9, biểu đồ hỡnh 4.6.
Bảng 4.8. So sỏnh cỏc chỉ tiờu chủ yếu của hai phương ỏn cụng nghệ
TT Tờn chỉ tiờu ĐVT Giỏ trị Chờnh lệch Trụ than Trụ nhõn tạo 1 Tổng sản lượng than NK 1000 T 52,78 74,95 22,17 2 Tỷ lệ tổn thất than % 39,3 13,9 -25,40 3 Than thành phẩm 1000 T 47,50 67,45 19,95 4 Giỏ thành KT than lũ chợ đ/tấn 314.770 404.994 90.224 5 Tổng chi phớ SX-KD than tr đ 76.847 106.837 29.990 - Giỏ thành sản phẩm đ/tấn 1.617.844 1.583.929 -33.915 6 Tổng doanh thu tr đ 86.788 123.241 36.453
812.233 840.922 1.583.929 1.617.844 511.660 421.436 126.440 0 165.777 152.451 107.358 26.238 0 37.259
Bảng 4.9. So sỏnh chi tiết giỏ thành tiờu thụ theo cỏc phương ỏn
TT Chi phớ ĐVT Phương ỏn kỹ thuật Chờnh lệch (tăng ‘+’; giảm ‘-’) Trụ than Trụ nhõntạo 1 2 3 4 5 6=5-4 1 Chi phớ đào lũ CBSX đ/tấn 165.777 126.440 -39.337
2 Chi phớ khai thỏc than đ/tấn 421.436 511.660 +90.224
3 Chi phớ khấu hao mở mỏ, hạ tầng đ/tấn 152.451 107.358 -45.093
4 Tiền cấp quyền khai thỏc đ/tấn 37.259 26.238 -11.021
5 Cỏc chi phớ khỏc đ/tấn 840.922 812.233 -28.688 Tổng 1.617.844 1.583.929 -33.915 900.000 800.000 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 PA đề xuất PA mỏ 1.710.000 1.610.000 1.510.000 1.410.000 1.310.000 1.210.000 1.110.000 1.010.000 Phớ SD TLTD CP lũ CBSX CP thai thỏc
CP khấu hao Tiền cấp quyền KT CP khỏc
Hỡnh 4.6. So sỏnh giỏ thành sản phẩm giữa hai phương ỏn cụng nghệ 4.5. Đỏnh giỏ kết quả ỏp dụng giải phỏp cụng nghệ trong thực tế
4.5.1. Quỏ trỡnh và kết quả triển khai
Cụng tỏc triển khai giải phỏp sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ lũ DVVT chợ 14-5-19 được thực hiện từ ngày 13/3/2020 (thời điểm lũ chợ bắt đầu khai thỏc) đến ngày 10/9/2020 (lũ chợ kết thỳc khai thỏc). Tổng chiều dài đường lũ được bảo vệ thành cụng là 170m, đảm bảo yờu cầu kỹ thuật, an toàn phục vụ thụng giú cho G ớa th àn h ti ờu th ụ (đ /t ấn ) C ỏc y ếu tố c hi p hớ ( đ/ tấ n)
735 735
K L D G
5642
cụng tỏc khai thỏc lũ chợ 14-5-20. Mặt khỏc, giỏ trị làm lợi thực tế mang lại cho Cụng ty than Khe Chàm là 2.410.036 nghỡn đồng, cao hơn 122.426 nghỡn đồng so với tớnh toỏn lý thuyết (tương ứng 5,35%), chi tiết xem phụ lục 2. Một số hỡnh ảnh triển khai thực tế xem hỡnh 4.7.
Hỡnh 4.7. Trụ nhõn tạo và kết cấu gia cường bảo vệ lũ DVVT 14-5-19
4.5.2. Đỏnh giỏ kết quả bảo vệ đường lũ bằng trụ nhõn tạo
Để đỏnh giỏ mức độ ổn định của đường lũ được bảo vệ bằng trụ nhõn tạo, trong quỏ trỡnh khai thỏc lũ chợ 14-5-19, đề tài đó thiết lập cỏc trạm quan trắc dịch động kớch thước trờn đường lũ 14-5-19. Tổng số trạm đo là 11 trạm (từ M1 ữ M11), tại cỏc vị trớ một thứ 3, 18, 33, 48, 63, 78, 93, 109, 123, 138, 153 tớnh từ gương khởi điểm lũ chợ 14-5-19 phớa giới hạn dừng khai thỏc. Thiết kế cỏc mốc đo và sơ đồ bố trớ cỏc trạm quan trắc xem hỡnh 4.8, 4.9.
Hỡnh 4.8. Sơ đồ bố trớ mốc đo tại cỏc trạm quan trắc
22 53 4 2 1 5 4 5 3 6
400 600 27/4 M2 -160.8' 29/10 -146.9' 30/9 -131.1' 1/10 Lũ DVTG 14.5-19 13/8 -156.0' 23/9 -161.1' 29/5 -150.6'''' A6 -146.9' 29/10 -134.4' 14/11 -144.6' -157.0' GX 15/4-140.2' 600 2328 7/2 -148.5' 600 2328 -146.6' 25/12 -148.1' 28/12 -162.9' -163.7' M2 -161.4' 17/3 -160.1' 10/6 (IIK153) (IIK138) M9 M11 M10 26/3-158.8' 17/3 -153.6' (IIK123) M8 M7 9/3-152.4' (IIK108) (IIK93) M6 M5 19/2-153.2' (IIK78) (IIK63) M4 M3 7/8-153.8' (IIK48) M2 (IIK18) (IIK03)M1 N1 -156.2' Lũ DVVT 14.5-19 10/6 -159.6' 15/7 -168.3' 19/6 -165.0'1/9 M8 -174.36' 10/8 -174.34' -178.6' 20/7 -177.9' N23 -172.2' 7/7 -172.6' 460 400 460 600 -169.9' 9/7 -165.2' -162.3' -158.8' Hỡnh 4.9. Bản đồ cập nhật hiện trạng kết thỳc khai thỏc lũ chợ 14-5-19 và vị trớ cỏc trạm đo biến dạng đường lũ
Kết quả đo đạc, theo dừi cho thấy, trong phạm vi khoảng 40m phớa trước và phớa sau gương lũ chợ, tốc độ biến dạng của đường lũ diễn biến mạnh và nhanh nhất (tốc độ biến dạng đứng từ 7 ữ 10 mm/ngày-đờm; biến dạng ngang 8 ữ 20 mm/ngày- đờm). Theo hướng tiến gương lũ chợ, tại khu vực phỏ hỏa từ một thứ 40 ngược theo hướng tiến gương trở đi, tốc độ biến dạng của đường lũ giảm dần (tốc độ biến dạng đứng chỉ từ 0 ữ 4 mm/ngày-đờm, biến dạng đứng từ 0 ữ 6 mm/ngày-đờm). Từ một thứ 100 phớa sau gương lũ chợ về phớa phỏ hỏa, đường lũ cơ bản khụng cũn dịch động và đi vào ổn định.
Tổng giỏ trị biến dạng của đường lũ trong thời gian theo dừi đạt lớn nhất 300mm (trạm đo số 1) theo chiều đứng, 350mm theo chiều ngang (trạm đo số 3), tương ứng mức độ giảm tiết diện khoảng 9,8 ữ 9,97%, đảm bảo kớch thước theo quy định an toàn để phục vụ thụng giú, sản xuất của lũ chợ 14-5-20. Chi tiết xem cỏc biểu đồ trong hỡnh 4.10. B iờ n d? ng 22 /0 6/ 20 20 10 /0 6/ 20 20 29 /0 5/ 20 20 21 /0 5/ 20 20 11 /0 5/ 20 20 28 /0 4/ 20 20 20 /0 4/ 20 20 10 /0 4/ 20 20 27 /0 3/ 20 20
a. Mức độ biến dạng đứng b. Mức độ biến dạng ngang
c. Tốc độ biến dạng đứng d. Tốc độ biến dạng ngang
Hỡnh 4.10. Kết quả quan trắc biến dạng lũ DVVT chợ 14-5-19
4.5.3. Một số tồn tại trong quỏ trỡnh ỏp dụng giải phỏp
Mặc dự lũ DVVT lũ chợ 14-5-19 được bảo vệ thành cụng để phục vụ thụng giú cho lũ chợ 14-5-20, tuy nhiờn quỏ trỡnh triển khai cũng cho thấy một số tồn tại sau:
- Việc thi cụng chống giữ gia cường bổ sung cho đường lũ bằng vỡ neo khụng thực hiện được. Do đú, đơn vị phải gia cường bổ sung đường lũ bằng hàng cũi xếp dọc theo phương, nờn hiệu quả bảo vệ đường lũ chưa thực sự đạt mục tiờu đề ra.
- Khối lượng gỗ phải vận chuyển là tương đối lớn, khỏ nặng nhọc và tiờu phớ nhiều thời gian.
- Tuy nhiờn, kết quả bảo vệ thành cụng lũ DVVT 14-5-19 mỏ Khe Chàm III cũng khẳng định cho tớnh khả thi, hiệu quả của việc ỏp dụng trụ nhõn tạo bảo vệ đường lũ, làm tiền đề cho việc triển khai ỏp dụng trụ nhõn tạo bằng cỏc loại vật liệu cú độ khỏng nộn cao hơn để nõng cao hiệu quả bảo vệ đường lũ, đặc biệt là trong điều kiện vỉa than dày.
4.6. Nhận xột
Từ kết quả thiết kế, triển khai, theo dừi kết quả ỏp dụng giải phỏp sử dụng trụ nhõn tạo bằng kết cấu gũi gỗ và cột thộp để thay thế trụ than bảo vệ lũ DVVT lũ chợ 14-5-19 mỏ Khe Chàm III, Cụng ty than Khe Chàm cho thấy:
1. Kết quả ỏp dụng kết cấu trụ nhõn tạo đó thành cụng, đường lũ được bảo vệ cú kớch thước sau biến dạng đỏp ứng cỏc yờu cầu kỹ thuật, an toàn để sử dụng cho lũ chợ kế tiếp.
2. Cựng với việc giảm tổn thất tài nguyờn than khụng tỏi tạo (giảm 25%) và chi phớ một lũ chuẩn bị (giảm 1,89 m/1000T), ỏp dụng trụ nhõn tạo đó mang lại hiệu quả kinh tế rất đỏng kể cho đơn vị (khoảng 2,4 tỷ đồng/một diện lũ chợ). Mặt khỏc, cựng với việc duy trỡ thành cụng đường lũ để sử dụng lại, ỏp lực về nhõn lực, thiết bị, tổ chức sản xuất để thi cụng một gương lũ độc lập cho đơn vị đó được giảm thiểu, đặc biệt trong bối cảnh thiếu hụt thợ lũ như hiện nay.
3. Tuy nhiờn, từ cỏc tồn tại trong quỏ trỡnh ỏp dụng, để nõng cao hơn nữa hiệu quả bảo vệ đường lũ, cần phải xem xột thớ điểm, triển khai sử dụng cỏc loại vật liệu cú cường độ khỏng nộn cao hơn để nõng cao khả năng chống giữ của trụ nhõn tạo.
Kết quả ỏp dụng thành cụng đó khẳng định cho tớnh khả thi, sự đỳng đắn và tiềm năng ứng dụng kết quả nghiờn cứu của đề tài luận ỏn vào thực tiễn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN
1. Nghiờn cứu kinh nghiệm trờn thế giới cho thấy, cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ đường lũ chuẩn bị đó và đang được ỏp dụng tương đối phổ biến, cho phộp giảm tổn thất tài nguyờn và mang lại hiệu quả kinh tế. Theo kết quả đỏnh giỏ, trữ lượng để lại trong trụ than bảo vệ đường lũ chuẩn bị tại cỏc mỏ hầm lũ vựng Quảng Ninh là tương đối lớn, chiếm khoảng 10,11% tổng trữ lượng huy động. Để khai thỏc triệt để trữ lượng này, ỏp dụng trụ nhõn tạo để thay thế trụ than bảo vệ đường lũ là một hướng đi phự hợp và khả thi.
2. Trong điều kiện cỏc mỏ than hầm lũ vựng Quảng Ninh, khi ỏp dụng hỡnh thức trụ nhõn tạo bằng vật liệu khỏng nộn cao, cường độ khỏng nộn phự hợp của trụ nhõn tạo là từ 20 ữ 30 MPa. Đồng thời, kết quả nghiờn cứu đó chỉ ra, chiều rộng trụ bảo vệ nhõn tạo tỷ lệ thuận với chiều sõu khai thỏc và gúc dốc vỉa than, nhưng tỷ lệ nghịch với cường độ khỏng nộn của trụ. Trong đú, giữa chiều rộng trụ bảo vệ nhõn tạo và gúc dốc vỉa cú mối quan hệ tuõn theo một hàm số tuyến tớnh bậc nhất, với vỉa dày trung bỡnh là y = 0,0508x + 0,8829, với vỉa dày là y = 0,0287x + 1,1118.
3. Luận ỏn đó lựa chọn, đề xuất cỏc cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ đường lũ chuẩn bị phự hợp điều kiện cỏc mỏ than hầm lũ vựng Quảng Ninh, đi kốm với đú là một số loại hỡnh vật liệu, thiết bị thi cụng trụ, gồm: (1) cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo bằng dải đỏ chốn; (2) cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo bằng kết cấu cũi; (3) cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo dạng dải liờn tục bằng vật liệu cú cường độ khỏng nộn cao. Với mỗi cụng nghệ, luận ỏn đó xõy dựng hướng dẫn tớnh toỏn, quy trỡnh thi cụng, làm cơ sở ứng dụng tớnh toỏn cho điều kiện khu vực ỏp dụng cụ thể. Đồng thời, từ cỏc cụng nghệ đề xuất, luận ỏn đó nghiờn cứu và xỏc định khi ỏp dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ đường lũ, tỷ lệ tổn thất than chỉ là 5,0 ữ 19,41%, qua đú cho phộp giảm từ 9,06 ữ 17,57% tổn thất so với hỡnh thức bảo vệ đường lũ truyền thống bằng trụ than.
4. Dựa trờn kết quả nghiờn cứu, luận ỏn đó lựa chọn và tớnh toỏn thiết kế, triển khai, theo dừi đỏnh giỏ kết quả ỏp dụng giải phỏp sử dụng trụ nhõn tạo bằng kết cấu cũi thay thế trụ than bảo vệ lũ dọc vỉa vận tải lũ chợ 14-5-19 vỉa 14-5 mỏ Khe Chàm III, Cụng ty than Khe Chàm. Kết quả ỏp dụng thành cụng, đường lũ dọc vỉa vận tải 14-5-19 cú kớch thước sau biến dạng đỏp ứng cỏc yờu cầu kỹ thuật, an toàn để phục vụ thụng giú cho lũ chợ kế tiếp là 14-5-20. Bờn cạnh đú, ỏp dụng thành cụng giải phỏp đó cho phộp giảm 25,0% tỷ lệ tổn thất, 23,08% chi phớ một lũ chuẩn bị, làm lợi cho Cụng ty than Khe Chàm trờn 2,4 tỷ đồng.
II. KIẾN NGHỊ
Mặc dự kết quả ỏp dụng trụ nhõn tạo bằng kết cấu cũi đó thành cụng tại Cụng ty than Khe Chàm. Tuy nhiờn, kết cấu trụ nhõn tạo bằng cũi gỗ cũn tồn tại nhược điểm là khối lượng vật liệu lớn, thủ cụng, thi cụng nặng nhọc, giỏ trị biến dạng đường lũ vẫn cao. Do đú, hỡnh thức trụ nhõn tạo bằng kết cấu cũi cú thể coi là hỡnh thức quỏ độ, để hoàn thiện hơn nữa kết quả nghiờn cứu, tỏc giả đề xuất cần tiếp tục thực hiện một số vấn đề sau:
1. Triển khai ỏp dụng cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo với loại vật liệu cú khả năng khỏng nộn cao hơn để giảm kớch thước trụ, vật liệu cần thiết, đồng thời làm cơ sở để tiếp tục theo dừi, hoàn thiện cụng nghệ.
2. Nghiờn cứu sử dụng trụ nhõn tạo cho điều kiện vỉa than cú gúc dốc trờn 35 để cú thể mở rộng hơn nữa phạm vi ỏp dụng cụng nghệ.
Trờn cơ sở kết quả của luận ỏn, đề nghị cỏc đơn vị quản lý, cỏc cụng ty than hầm lũ vựng Quảng Ninh xem xột, lựa chọn triển khai ỏp dụng cỏc giải phỏp cụng nghệ sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ lũ chuẩn bị, nhằm khai thỏc tối đa tài nguyờn đó được huy động vào dự ỏn, từ đú giảm tổn thất, chi phớ suất đầu tư, chi phớ một lũ chuẩn bị và nõng cao hiệu quả sản xuất cho doanh nghiệp.
127
DANH MỤC CÁC CễNG TRèNH ĐÃ CễNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
1. Đinh Văn Cường, Trần Văn Thanh, Nguyễn Anh Tuấn (2018), “Đỏnh giỏ khả năng sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ lũ chuẩn bị trong quỏ trỡnh khai thỏc tại cỏc mỏ hầm lũ vựng Quảng Ninh”, Tuyển tập bỏo cỏo Hội nghị
KH&KT mỏ toàn quốc lần 26 “Cụng nghiệp mỏ thế kỷ 21 – Những vấn đề Khoa học, Cụng nghệ và Mụi trường, Hội KHCN Mỏ Việt Nam (8/2018), tr.
243-251.
2. Cuong Dinh Van, Thanh Tran Van, Tuan Nguyen Anh (2019), “Study on the possibility of using artificial pillar to replace the protection coal pillar of the preparation roadways during the mining process at underground coal mines in Quang Ninh region, Vietnam”, INZYNIERIA MINERALNA - Journal of the
Polish Mineral Enginerring Society, No 2(44), p. 191-197.
3. Dinh Van Cuong, Tran Van Thanh, Nguyen Anh Tuan, Duong Duc Hai (2019), “Experience of Coal Mining Without Leaving Pillars In Preparation Roadway And Applicable Potential At Quangninh underground Mines”, Proceedings of
VCRES 2019 International symposium on Rock mechanics and Engineering for Sustainble Energy, Vietnamese Society for Rock Mechanics, pp. 149-163.
4. Hai Dương Duc, Cuong Dinh Van, Aleksandra Koteras, Hoang Do Van, Tu Vu Ba (2019), “Development orientation of mechanized technology of underground mining in Quang Ninh coalfield, Vietnam”, XIX Conference of PhD Students
and Young Scientists, Sosnúwka near Karpacz, May 29-31,2019, pp. 1-9.
5. Dinh Van Cuong, Tran Van Thanh, Nguyen Anh Tuan, Nguyen Thi Hoai Nga, Duong Duc Hai (2021), “Applying artificial pillar to replace the coal pillar protecting roadway to increase production efficiency and sustainable development”, INZYNIERIA MINERALN - Journal of the Polish Mineral
Enginerring Society, No 2(1), p. 587-597.
6. Đinh Văn Cường và nnk (2014), Nghiờn cứu đề xuất ỏp dụng cỏc giải phỏp khai
thỏc trụ than bảo vệ lũ dọc vỉa trong điều kiện cỏc vỉa than dày trung bỡnh dốc thoải đến nghiờng vựng Quảng Ninh, Bỏo cỏo tổng kết đề tài cấp Bộ Cụng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Cụng nghiệp (2006), Quy phạm kỹ thuật khai thỏc hầm lũ than và diệp thạch
18-TCN-5-2006, Hà Nội.
2. Bộ Cụng Thương (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong khai thỏc
than hầm lũ QCVN 01:2011/BCT, Hà Nội.
3. Chớnh Phủ nước Cộng hũa Xó hội Chủ nghĩa Việt Nam (2016), Quy hoạch phỏt