T Đặc tớnh kỹ thuật
1.2. Tỡnh hỡnh khai thỏc than bằng mỏy liờn hỵp trong n−ớc
HiƯn nay, các mỏ khai thỏc than dần đang thiết kế xuống phần sõu, trong đú cỏc mỏ khai thỏc than bằng phơng phỏp Hầm lũ đI tiếp tơc thiết kế các mức tiếp theo cũn cỏc mỏ khai thỏc bằng phơng phỏp Lộ thiờn ngày càng gặp nhiều khú khăn do khối lợng đất búc lớn. Qua đú núi lờn rằng sản lợng khai thác than sẽ tập trung chđ u ở các mỏ Hầm lũ trong những năm tớị Theo thống kờ, ở nớc ta sản lợng khai thác than ở các mỏ Hầm lũ chiếm 30% trong năm 1998 và 40% năm 2005, dự kiến đến năm 2030 chiếm khoảng 70% sản lợng khai thỏc chung. Do nhu cầu tiờu thụ than ngày càng tăng, để đỏp ứng đợc nhu cầu sử dụng, bắt buộc phải tăng sản lợng khai thỏc than tại cỏc mỏ, dẫn đến việc khai thỏc than bằng phơng phỏp khai thỏc Hầm lũ hết sức cần thiết. Theo trữ lợng thăm dũ địa chất thỡ trữ lợng khai thỏc Hầm lũ sẽ chiếm khoảng 76% tổng trữ lợng. Để đỏp ứng đợc nhu cầu tăng sản lợng thỡ phải nõng cao năng suất tại cỏc lũ chợ ở cỏc mỏ than Hầm lũ, mặt khỏc phải mở rộng khu khai thỏc. Trờn thực tế những năm gần đõy để tăng sản lợng khai thỏc thỡ hầu hết cỏc mỏ phải tăng sản lợng lũ chợ và diƯn khai thỏc. Theo tổng sơ đồ và chiến lợc phỏt triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 và dự bỏo đến năm 2030 thỡ nhu cầu sản xuất về than đến năm 2010 là khoảng 45 triệu tấn, đến năm 2015 là trờn khoảng 50 triệu tấn và dự bỏo đến năm 2020 là khoảng 60 triệu tấn.
Do đú việc nghiờn cứu lựa chọn và ỏp dụng cụng nghệ cơ giới hoỏ khai thỏc hầm lũ nhằm nõng cao sản lợng, giảm giỏ thành sản xt, giảm tỉn thất tài nguyờn và giảm thiểu ảnh hởng đến mụi tr−ờng là một trong những định hớng cơ bản cho sự phỏt triển cđa ngành khai thác than ViƯt nam. Ngay từ những năm đầu phỏt triĨn ngành than, Nhà nớc đI quan tõm đầu t nghiờn cứu ứng dơng thư nghiƯm nhằm lựa chọn đợc cỏc loại hỡnh cơ giới húa phù hỵp trong điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ vựng Quảng Ninh.
- Giai đoạn 1967 ữ 1970, với sự giỳp đỡ của Liờn Xụ (cũ) đI tiến hành ỏp dụng thử nghiệm cơ giới húa khấu than bằng mỏy đỏnh rạch tay dài tại mỏ Vàng Danh. Đõy là loại mỏy đợc sản xuất thuộc thế hệ đầu tiờn cũn mang nhiều nhợc điểm nờn đI khụng phỏt triển rộng rIi tiếp theọ
- Giai đoạn 1978 ữ 1981, công nghƯ cơ giới hoỏ khấu than bằng máy
khấu than tay ngắn loại 2K-52M kết hợp với cột chống thủy lực đơn CYM- 6-5 và cột chống ma sỏt KCT, mỏng cào uốn CΠ-63M lần đầu tiờn đợc ỏp dụng thử nghiệm tại lũ chợ vỉa 8 khu Cỏnh Gà mỏ than Vàng Danh. Khu vực ỏp dụng thử nghiệm cú kớch thớc theo phơng 220 m, theo h−ớng dốc 90 ữ 110 m; trữ lợng than 50.000 T. ChiỊu dày vỉa biến động từ 2,5 ữ 4,27 m,
trung bỡnh 3,3 m; vỉa đợc cấu tạo bởi 3 lớp, lớp than vỏch dày 1,8 ữ 2,0 m, lớp giữa là đỏ kẹp Acglớt với chiều dày 0,5 ữ 0,6 m, lớp than trơ có chiỊu dày 0,5 ữ 0,6 m; góc dốc vỉa dao động từ 22 ữ 28o; đỏ vỏch trực tiếp là loại Acgilớt có chứa các lớp kĐp than mỏng, nứt nỴ, độ cứng thuộc loại trung bỡnh và ảnh hởng của phong húa cú độ bền kộm, chiều dày đá vách trực tiếp từ 2,0 ữ 4,0 m; đỏ vỏch cơ bản là Alờvrụlớt cứng, khi sập đổ tạo thành khối lớn, chiều dày đỏ vỏch cơ bản từ 8,0 ữ 16,0 m; đỏ trụ trực tiếp là loại Acgilít với chiỊu dày trừ 2,0 ữ 4,0 m. Vỉa
khơng nguy hiĨm vỊ khí và bụi nổ.
Cụng trỡnh đợc tiến hành trong thời gian 2 năm (1978 ữ 1979). Tuy nhiờn do điều kiện địa chất biến đổi phức tạp, dõy chuyền sản xuất khụng đồng bộ cho nờn mặc dự cú sự hỗ trợ kỹ tht tích cực cđa các chuyờn gia Liờn Xụ (cũ) nhng việc thử nghiệm khụng đem lại kết quả. Sản lợng than khấu bằng mỏy combai 2K - 52M trong một ngày đờm cũn thấp. Tuy nhiờn cũng cú ca đI đạt đợc 300 tấn khấu hoàn toàn bằng máỵ
Trong những năm cuối của thập kỷ 80 và đầu 90, đI hoàn thành cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu cơ bản về khả năng ỏp dụng sơ đồ cụng nghệ cơ giới hóa khấu than trong cỏc mỏ hầm lũ vựng Quảng Ninh nh: đề tài cấp Bộ
"Nghiờn cứu đỏnh giỏ tổng hợp khả năng cơ giới hoỏ khai thỏc than cđa các mỏ hầm lũ thuộc bể than Quảng Ninh"; đề tài cấp Nhà nớc thuộc chơng trỡnh KC-03-03 "Nghiờn cứu lựa chọn cụng nghệ khai thỏc hầm lũ và lộ thiờn trong điều kiện địa chất phức tạp"; đề tài cấp Bộ "Nghiờn cứu đổi mới Cụng nghệ và Thiết bị nhằm đỏp ứng nhu cầu tăng sản lợng cỏc mỏ than hầm lũ". Cỏc cụng trỡnh này đều chỉ ra khả năng ỏp dụng cỏc sơ đồ cụng nghƯ cơ giới hóa khai thỏc tại một số mỏ hầm lũ cú điều kiện thuận lợi nh Mạo Khờ, Vàng Danh, Nam Mẫu, Dơng Huy, Khe Chàm...
- Đến năm 2001, cụng ty than Khe Chàm với sự phối hợp của cỏc chuyờn gia Trung Qc và ViƯn KHCN mỏ đI triển khai ỏp dụng thành cụng lũ chợ bỏn cơ giới húa: khấu than bằng mỏy khấu, chống giữ bằng giỏ thủy lực di động. Khu vực ỏp dụng thử nghiệm cơ giới hoỏ đầu tiờn tại lũ chợ II-Đ-14.4 mức -10 ữ +32 vỉa 14-4 (hình 1.28) cú điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ t−ơng đối thn lỵi: chiều dày vỉa ổn định từ 3,0 ữ 3,15 m, trung bình 3,1 m; góc dốc vỉa từ 6 ữ 25°; than là loại antraxit cú độ kiờn cố f = 1,5 ữ 2. Vỉa có 1 ữ 3 lớp đỏ kẹp là alờvrụlớt với tổng chiều dày thay đổi từ 0,2 ữ 0,4 m, độ cứng f = 2,5 ữ 4. Vỏch trực tiếp là Alờvrụlớt với chiều dày trung bỡnh 2,0 m, độ bỊn nén 400 ữ 600 KG/cm2. Vách cơ bản là cỏt kết và cuội kết cú chiều dày 10 ữ 20 m với độ bỊn nén đến 850
KG/cm2. Trụ vỉa là Alờvrụlớt hoặc cỏt kết độ bền nộn 450 ữ 800 KG/cm2 với chiỊu dày 4,0 ữ 5,0 m.
Đồng bộ thiết bị cơ giới húa khai thỏc lũ chợ thử nghiệm ỏp dụng gồm: máy khấu MG 200-W1, giỏ thủy lực di động XDY-JF/Lr/T2/120JZ. Bơm phun sơng chống bụi và làm mỏt mỏy khấu sử dụng bơm XPB-250/5,5 và bộ lọc XPẠ Cung cấp dung dịch nhũ húa cho cỏc giá thđy lực sư dơng mỏy bơm XRB2B- 80/200 và thựng dung dịch XRXTC. Than đợc vận tải bằng hệ thống vận tải liờn tục gồm mỏng cào lũ chợ SGB-630/210, lũ song song chõn và họng sỏo thỏo than bố trớ mỏng cào SGB- 620/40, lũ dọc vỉa, xuyờn vỉa và
giếng nghiờng sử dụng băng tải SSJ - 800. Thụng tin liờn lạc sử dụng bộ đàm ZK- 3, đo đạc và kiểm soỏt khớ mờtan sử dụng mỏy cảnh bỏo ADJ- 2…
m m m m B B 8m 8m 20m 10m 20m 10m
Hỡnh 1.33. Thiết bị lũ chợ cơ khớ húa Cụng ty than Khe Chàm Hỡnh 1.32. Vị trớ ỏp dụng lũ chợ cơ giới hoá khấu than mức -10 ữữữ +32 ữ
Bảng 1.6. Cỏc chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật lũ chợ cơ khí hố vỉa 14- 4
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Khối lợng
1 ChiỊu dày vỉa than m 3,1 2 Góc dốc vỉa độ 16 3 Chiều dài lũ chợ trung bỡnh m 100 4 Sản lợng khai thỏc trung bỡnh T/thỏng 13.213 5 Chi phớ gỗ chống lũ m3/1000T 2,79 6 Chi phí thuốc nổ kg/1000T 15,1 7 Chi phớ kớp điện cỏi/1000T 52,2 8 Chi phớ dầu nhũ hoỏ kg/1000T 90 9 Chi phí l−ới thép kg/1000T 1.042 10 Chi phớ một lũ chuẩn bị m/1000T 10,2 11 Chi phí n−ớc sạch m3/1000T 36,3 12 Chi phớ răng khấu cái/1000T 1,02 13 Chất lợng than khai thỏc % 100,0
- Than cơc xô, +15 ,, 12,0 - Than cám 6, 0-15 ,, 69,0 - Đỏ thải ,, 19,0 14 Độ tro trung bỡnh than khai thác % 30,4 15 Suất tiờu thụ điện năng Kwh/T 4,58 16 Năng suất lao động T/công 5,7 17 Tổn thất than % 28,0
Qua bảng chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật cú thể thấy cụng tỏc ỏp dụng cơ giới hóa khai thác than bằng máy khấu MG200 - W1 và giỏ thủy lực di động tại lũ chỵ mức -10 ữ +32 vỉa 14 - 4 đI thực sự mang lại hiệu quả kinh tế cho Cụng ty than Khe Chàm so với cụng nghệ truyền thống khai thỏc bằng thủ cụng, đặc biệt là khi sản xuất thực tế đI cho hiệu quả lớn hơn so với thiết kế kỹ thuật thi cụng đề r Cú thể kết luận việc sử dụng cụng nghệ cơ giới hóa khai thác bằng máy khấu liờn hợp MG200 - W1 và giỏ thuỷ lực di động khụng những mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn mà cũn cú điều kiện nõng cao sản lợng khai thỏc mỏ, đỏp ứng nhu cầu về than ngày càng cao cđa thị tr−ờng trong và ngoài n−ớc so với cỏc cụng nghệ truyền thống trớc đõ Hiệu quả kinh tế ở đõy đợc xỏc định trờn cơ sở khoa học và đợc kiểm nghiệm qua thực tế, đõy cũng là kết quả của chu trỡnh đỏnh giỏ khộp kớn từ nghiờn cứu khả năng ỏp dụng và tớnh khả thi của sơ đồ cụng nghệ cơ giới húa, thiết kế kỹ thuật thi cụng và ỏp dơng thư nghiƯm trong thực tế sản xuất.
- Trong thời gian vừa qua, ngành than đI từng bớc ỏp dụng cơ khớ hoỏ để cải thiện sản lợng khai thỏc và mới đõy là viƯc áp dơng thành cụng cụng nghệ khai thỏc cơ giới hoỏ tại cụng ty than Khe Chàm, đem lại hiệu quả kinh tế xI hội cao, điỊu này đI mở ra cho ngành than những định hớng nghiờn cứu phỏt triển loại hỡnh cụng nghệ này ở cỏc mỏ hầm lũ khỏc thc vùng Quảng Ninh n−ớc ta với cỏc điều kiện địa chất cđa từng mỏ cơ thĨ. Trên cơ sở những kinh nghiệm đúc rút trong quỏ trỡnh thực hiện cơ giới hoỏ tại Khe Chàm, đỏnh giỏ tỡnh hỡnh phỏt triĨn công nghƯ cơ giới hoỏ khai thỏc và cỏc khu vực cú khả năng ỏp dụng tại cỏc mỏ than hầm lũ. Tập đoàn Than và Khoỏng sản Việt Nam đI xõy dựng những dự ỏn cơ giới hoỏ tiếp theo với cỏc sơ đồ cụng nghệ khai thỏc và đồng bộ thiết bị đợc xỏc định và lực chọn để ỏp dụng tại cỏc mỏ nh: Mạo Khờ, Nam Mẫu, D−ơng Huy, xí nghiƯp 86 (Công ty than Đụng Bắc), Hà Lầm, Hà Rỏng (Cụng ty than Hạ Long)...
- Cùng với viƯc nghiờn cứu cỏc loại hỡnh cụng nghệ của cỏc nớc trờn thế giới, với cỏc thiết bị cơ giới hoỏ cú thể sử dụng, chỳng ta có thể lựa chọn cụng nghệ bỏn cơ khớ hoỏ hoặc cụng nghệ cơ khớ hoỏ toàn bộ trong điều kiện cụ thể. Hiện nay, việc nghiờn cứu để đa cụng nghệ cơ giới hoỏ khai thỏc than trong cỏc lũ chợ là rất cần thiết, để ngày càng hiện đại hoỏ ngành than bằng phơng phỏp khai thỏc hầm lũ và đặc biệt là điều kiện an toàn cao, đẩy nhanh đợc sản lợng khai thỏc lũ chợ để đỏp ứng đợc nhu cầu tiờu thụ trong nớc cũng nh trờn thế giới, tăng năng suất lao động trực tiếp, giảm giỏ thành khai thỏc than và cải thiện điều kiện làm việc cho ngời lao động trong hầm lũ.
1.3. Nhận xét
- Từ những loại hỡnh cụng nghệ nờu trờn và cỏch thức tổ chức trong lũ chợ, ta cú bảng tổng kết ảnh hởng của gúc dốc và chiều dày vỉa đến tổ chức sản xuất trong lũ chợ thể hiện trong bảng 1.7
Bảng 1.7. ảnh h−ởng cđa góc dốc và chiỊu dày vỉa đến lựa chọn tổ chức sản xuất trong lũ chợ khấu mỏ
TT Loại hỡnh cơng nghƯ Dạng khấu Góc dốc vỉa ChiỊu dày vỉa Tỉ chức sản xt tỉng quát 1 Bỏn cơ khớ hoỏ Lũ chợ dài Thoải Mỏng và dày trung bình Hình 1.6 Nghiờng Hỡnh 1.8 Đứng Hình 1.12
2 Cơ khớ hoỏ toàn bộ
Thoải Mỏng và dày trung bình Hỡnh 1.22 Dày Hình 1.31 Nghiờng Mỏng và dày trung bình Đứng Hỡnh 1.27
- Nghiờn cứu cỏc sơ đồ cụng nghệ dựng mỏy liờn hợp trờn thế giới cho thấy rằng với mỗi điều kiện về gúc dốc và chiều dày vỉa sẽ lựa chọn đợc sơ
đồ cụng nghệ dựng mỏy liờn hợp tơng ứng, cỏc sơ đồ này có thĨ lựa chọn là bỏn cơ khớ hoỏ hay cơ khớ hoỏ toàn bộ. Sau khi chọn đợc sơ đồ cụng nghệ phự hợp, chỳng ta cần xem xột để bố trớ cho mỏy liờn hợp làm việc trong lũ chợ cú hiệu quả cao nhất, từ đú lập đợc biểu đồ chu kỳ sản xuất hợp lý trong lũ chợ cơ khớ hoỏ.
- Mỗi sơ đồ cụng nghệ tơng ứng với góc dốc và chiỊu dày vỉa khác nhau nh đI xột với một số nớc tiờn tiến trờn thế giới, có xét đến vấn đỊ tỉ chức sản xuất trong lũ chợ và đa ra biểu đồ tổ chức sản xuất tổng quỏt với điỊu kiƯn góc dốc và chiều dày vỉa khỏc nhau, từ biểu đồ tổng quỏt đú cú thể xõy dựng đợc biểu đồ cụ thể hơn cho mỗi điều kiện địa chất- mỏ khỏc nha
- Quỏ trỡnh khai thỏc than bằng cơ khớ hoỏ ở n−ớc ta đang từng b−ớc phát triĨn, với viƯc áp dơng thành cụng lũ chợ cơ khớ hoỏ đồng bộ đầu tiờn của ngành than tại Cụng ty than Khe Chàm đI mở ra một hớng đi mới cho toàn ngành than trong những năm tớ
Ch−ơng 2
Phõn tớch điều kiện địa chất - mỏ và điều kiện cụng nghƯ khi sư dơng máy khấu liờn hợp.
Để đa cụng nghệ cơ giới hoỏ vào trong lũ chợ nh cỏc sơ đồ cụng nghƯ cđa các n−ớc trên thế giới nh− đI xột trong chơng 1, cần phải nghiờn cứu và phõn tớch đến cỏc yếu tố ảnh hởng đến khả năng ỏp dụng loại hỡnh cụng nghệ này, cỏc yếu tố ảnh hởng đến năng suất của mỏy liờn hợp khai thỏc. Trong một dõy chuyền cụng nghệ cơ khớ hoỏ, cỏc yếu tố đú liờn quan chặt chẽ với nhau và cũng cú thể bị ràng buộc trong cùng một điều kiện nhất định. Khi xỏc định đợc cỏc yếu tố ảnh hởng đú, đặc biệt là cỏc yếu tố ảnh hởng trực tiếp đến năng suất của mỏy liờn hợp khai thỏc thỡ vấn đề tổ chức sản xuất trong lũ chợ sẽ rừ ràng hơn, vỡ cỏc yếu tố ảnh hởng đến năng suất của mỏy liờn hợp quyết định đến viƯc tỉ chức sản xuất trong lũ chợ tức là việc lập lờn cỏc biểu đồ chu kỳ sản xuất trong lũ chợ khấu mỏy liờn hợp. Cỏc yếu tố này đợc ràng buộc bởi hai điỊu kiƯn đó là điỊu kiện về địa chất- mỏ và điều kiện về cụng nghệ.