2.1. CÁC SƠ ĐỒ CễNG NGHỆ CƠ GIỚI HểA KHAI THÁC CHO CÁC VỈA DỐC
2.1.1. Cỏc sơ đồ cụng nghệ cơ giới húa khai thỏc cỏc vỉa dốc thoải trờn thế giới
Hiện nay, cỏc mỏ hầm lũ tại một số nƣớc cú nền cụng nghiệp khai thỏc than phỏt triển trờn thế giới nhƣ Nga, Trung Quốc, Mỹ, Balan, Đức, Australia..., việc ỏp dụng cỏc giải phỏp cụng nghệ theo hƣớng cơ giới hoỏ trong khai thỏc than hầm lũ đó và đang rất phỏt triển đồng thời khụng ngừng đƣợc hoàn thiện trờn cơ sở phỏt triển cỏc phƣơng phỏp chuẩn bị ruộng mỏ và hệ thống khai thỏc hợp lý, phƣơng phỏp điều khiển đỏ vỏch kinh tế, cỏc thiết bị cơ giới hoỏ khấu than phự hợp và cú hiệu quả. Tựy theo điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ, một số sơ đồ cụng nghệ khai thỏc cơ giới húa đặc trƣng đó đƣợc ỏp dụng bao gồm:
- Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc cột dài theo phƣơng, khấu toàn bộ chiều dày vỉa ỏp dụng cho cỏc khu vực vỉa cú chiều dày (chiều dày đến 7m), mức độ biến động về chiều dày và gúc dốc đến 18o , đỏ vỏch, đỏ trụ vỉa ổn định trung bỡnh đến ổn định; chiều dài theo phƣơng ≥ 200m (hỡnh 2.1).
- Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc chia lớp nghiờng, khấu than lớp vỏch (trải lƣới) sau đú khấu lớp trụ và hạ trần thu hồi than lớp giữa ỏp dụng trong điều kiện vỉa dày (m ≥ 7 một), dốc thoải, đỏ vỏch khú sập đổ. Lũ chợ lớp vỏch khai thỏc và phỏ hỏa cƣỡng bức, lũ chợ lớp trụ hạ trần thu hồi than (hỡnh 2.2).
- Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc cột dài theo phƣơng, cơ giới húa khấu than lớp trụ và hạ trần than núc tại cỏc khu vực vỉa dày (m ≥ 7 một) và dốc thoải (α ≤ 180) (hỡnh 2.3).
Hỡnh 2.1 : Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc cột dài theo phƣơng khấu toàn bộ chiều dày vỉa ỏp dụng tại cỏc nƣớc MỸ, CANADA, ệC
Hỡnh 2.2. Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc chia lớp nghiờng, lớp trụ hạ trần thu hồi than lớp giữa ỏp dụng tại cỏc nƣớc Liờn Xụ, Đụng Âu cũ và Trung Quốc
Hỡnh 2.3. Sơ đồ cụng nghệ khai thỏc cột dài theo phƣơng hạ trần than núc ỏp dụng tại cỏc nƣớc: Slovakia, Ba Lan, Trung Quốc ( m ≥ 7,0 một, α ≤ 18o
) 2.1.2. Cỏc sơ đồ cụng nghệ khai thỏc CGH vỉa dốc thoải cỏc mỏ hầm lũ Việt Nam.
1. Hiện trạng cụng nghệ cơ giới húa đang ỏp dụng tại Cụng ty Than Khe Chàm.
Từ năm 2005, Cụng ty Than Khe Chàm đƣa vào ỏp dụng thử nghiệm lũ chợ CGH đồng bộ tại vỉa 14-2 mức -55 -100. Lũ chợ đƣợc trang bị trang bị vỡ chống
tự hành CGH ZZ-3200/16/26 (hỡnh 3.4), mỏy khấu liờn hợp MG-150/375-W (hỡnh 2.5), mỏng cào uốn SGZ-630/2x110 (hỡnh 2.6) cựng cỏc thiết bị phụ trợ đồng bộ khỏc do Trung Quốc sản xuất.
Hiện tại, Cụng ty TNHH MTV Than Khe Chàm đang ỏp dụng cụng nghệ khấu than CGH đồng bộ trờn vào lũ chợ 14.4-1 (bảng 2.3).
Hỡnh 2.4. Giàn chống ZZ-3200/16/26 Hỡnh 2.5. Mỏng cào SGZ-630/2x110
Bảng 2.1: Bảng chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật lũ chợ cơ giới húa đồng bộ tại Cụng ty TNHH MTV Than Khe Chàm - TKV năm 2005
TT Tờn chỉ tiờu Đơn vị Khối lƣợng
1 Chiều dày trung bỡnh của vỉa m 2,8
2 Gúc dốc vỉa trung bỡnh độ 6
3 Tỷ trọng than T/m3 1,45
4 Chiều dài lũ chợ trung bỡnh m 133,5
5 Chiều dài theo hƣớng khấu m 210
6 Chiều cao khấu lũ chợ m 2,4
7 Chiều rộng luồng khấu (bƣớc khấu) m 0,63
8 Tiến độ khai thỏc một chu kỳ m 3,87
9 Vật liệu chống gƣơng Vỡ chống ZZ3200/16/26
và ZT3200/16/26 10 Sản lƣợng khai thỏc than một chu kỳ tấn/ chu kỳ 1.688
11 Thời gian hoàn thành một chu kỳ ca 3
12 Hệ số hoàn thành một chu kỳ - 0,8
13 Cụng suất lũ chợ tấn/ năm 400.000
14 Số cụng nhõn lũ chợ một chu kỳ ngƣời 70
15 Năng suất lao động 1 cụng nhõn trực tiếp tấn/ ca 23,8 16 Chi phớ dầu pha nhũ húa cho 1.000 tấn than kg/ 1.000 tấn 12,3 17 Chi phớ nƣớc sạch cho 1.000 tấn than m3/ 1.000 tấn 115 18 Chi phớ răng khấu cho 1.000 tấn than cỏi/ 1.000 tấn 1
19 Tổn thất than % 16,6
2. Hiện trạng cụng nghệ cơ giới húa đang ỏp dụng tại Cụng ty Than Hà Lầm lũ chợ cụng suất 600.000 tấn/năm:
Đầu năm 2015, Cụng ty Than Hà Lầm đƣa vào ỏp dụng thử nghiệm lũ chợ cơ giới húa đồng bộ tại khu III vỉa 11 mức -150 -:- -300. Lũ chợ đƣợc trang bị trang bị bao gồm: vỡ chống tự hành ZF4400/16/28 (hỡnh 2.9), mỏy khấu liờn hợp MG150/375-W (hỡnh 2.10) và mỏng cào uốn cong SGZ630/264 (hỡnh 2.11) cựng cỏc thiết bị đồng bộ khỏc của Trung Quốc.
Hỡnh 2.7. Giàn chống tự hành ZF4400/16/28 (giàn trung gian)
Hỡnh 2.8. Giàn chống tự hành ZF4800/16/28 (giàn quỏ độ)
Bảng 2.2: Bảng chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật lũ chợ cơ giới húa đồng bộ Cụng ty Than Hà Lầm lũ chợ cụng suất 600.000 tấn/năm:
TT Cỏc chỉ tiờu Đơn vị Khối lƣợng
1 Chiều dày vỉa m 9,46
2 Gúc dốc trung bỡnh độ 5
3 Chiều dài lũ chợ m 120
4 Chiều dài khấu m 420
5 Chiều cao gƣơng khấu m 2,6
6 Chiều dày than núc thu hồi m 2,86
7 Chiều dày lớp khấu (lớp trụ) m 5,46
8 Trọng lƣợng thể tớch của than T/ m3 1,53
9 Hệ số kiờn cố của than f 1,5 - 2
10 Hệ số hoàn thành 1 chu kỳ ca 0,85
11 Số ca làm việc ngày đờm ca 3
12 Cụng suất lũ chợ tấn/ năm 600 000
13 Nhõn lực lũ chợ 1 ngày đờm ngƣời 72
14 Năng suất lao động tấn/cụng 19
15 Sản lƣợng lũ chợ 1 ngày đờm tấn 2 046
16 Số ca hoàn thành 1 chu kỳ ca 1
17 Chi phớ một lũ chuẩn bị m/ 1000 tấn 3,6
18 Chiều rộng luồng khấu m 0,63
19 Tiến độ khai thỏc một ngày đờm m 3,78
20 Tổn thất khai thỏc % 32
21 Tiến độ lũ chợ 1 thỏng m 80
22 Chi phớ khai thỏc 1 tấn than đồng/ tấn 119 637
3. Hiện trạng cụng nghệ cơ giới húa đang ỏp dụng tại Cụng ty Than Hà
Lầm lũ chợ cụng suất 1.200.000 tấn/năm:
Đầu năm 2016, Cụng ty Than Hà Lầm đƣa vào ỏp dụng thử nghiệm lũ chợ cơ giới húa đồng bộ tại lũ chợ 7-2.1 khu I vỉa 7. Lũ chợ đƣợc trang bị trang bị bao gồm: vỡ chống tự hành ZF8400/20/32, mỏy khấu liờn hợp MG300/730-WD1, và mỏng cào SGZ764/400 + SGZ800/630 cựng cỏc thiết bị đồng bộ khỏc của Trung Quốc.
Bảng 2.3: Bảng thống kờ thiết bị khai thỏc chủ yếu của lũ chợ CGH đồng bộ 7-2.1 khu I vỉa 7
TT Tờn thiết bị Mó hiệu Đặc tớnh kỹ thuật chủ yếu Số lƣợng
Ghi chỳ
1 Mỏy khấu than MG300/730- WD1
Chiều cao khấu 1,8 -:- 3,9 m, chiều sõu khấu 630mm, tốc độ kộo 0-:-8,3 m/s ,
cụng suất khấu 2ì300kW, và điện ỏp cung cấp 1140V
01 52 tấn
2 Dàn chống trung
gian ZF8400/20/32
Chiều cao chống giữ 2,0~3,2m ,lực cản làm việc 8400kN, khoảng cỏch giữa 2
dàn chống 1.5m ,cƣờng độ chống giữ 1,12-1,14 Mpa
94 24,5 tấn
3 Dàn chống quỏ
độ ZFG9600/23/37
Chiều cao chống giữ 2,3~3,7m , lực cản làm việc 9600kN ,khoảng cỏch giữa 2 dàn chống 1.65m ,cƣờng độ chống giữ
1,15 MPa
06 32 tấn
4 Mỏng cào trƣớc SGZ764/400 Cụng suất 2x200kW độ rộng mỏng 724 mm ,điện ỏp 1140V ,năng suất 800t/h 01 5 Mỏng cào sau SGZ800/630 Cụng suất 2x315kW độ rộng mỏng 800
,điện ỏp 1140V ,năng suất 1200t/h 01 6 Mỏy nghiền PLM200 Cụng suất 200kW ,điện ỏp 1140V,
năng suất 2000-2200 t/h 01 7 Mỏy chuyển tải SZZ800/315 Năng suất 1200t/h ,cụng suất 315kW,
điện ỏp 1140V 01
8 Băng tải co gión SGZ800/630 Năng suất 1200t/h ,cụng suất630kW
,điện ỏp 1140V 01 9 Trạm bơm nhũ húa BRW400/31.5 Áp lực 31.5MPa , Cụng suất 250kW ,điện ỏp 1140V 01 10 Trạm phun sƣơng BPW320/10M
2 bơm một bộ lọc ,lƣu lƣợng 320L/min ỏp lực 10MPa ,cụng suất 2 x 75kW
,điện ỏp 1140V
Bảng 2.4: Bảng chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật lũ chợ cơ giới húa đồng bộ 7-2.1 khu I vỉa 7 Cụng ty than Hà Lầm
TT Tờn chỉ tiờu Đơn vị Số lƣợng
1 Chiều dày vỉa trung bỡnh m 18,07
2 Gúc dốc vỉa trung bỡnh độ 0 -:- 15
3 Dài theo phƣơng của khu vực tới giới hạn KT m 325
4 Chiều cao khấu gƣơng m 3
5 Chiều dày lớp than hạ trần m 15,07
6 Chiều dài lũ chợ m 154
7 Trọng lƣợng thể tớch của than T/m3 1,648
8 Hệ số khai thỏc - 0,95
9 Hệ số thu hồi than hạ trần - 0,85
10 Số luồng khai thỏc một chu kỳ khấu luồng 2
11 Sản lƣợng khai thỏc than một luồng T 2372
12 Sản lƣợng khai thỏc than một chu kỳ khấu T 4270
13 Số ca khai thỏc một chu kỳ khấu Ca 3
14 Số ca làm việc 1 ngày đờm Ca 3
15 Hệ số hoàn thành chu kỳ - 0,9
16 Sản lƣợng than khai thỏc 1 ngày đờm T 4270
17 Thời gian chuyển diện ngày 60
18 Sản lƣợng than khai thỏc 1 thỏng T 106745
19 Cụng suất khai thỏc (làm trũn) T/năm 1 200 000
20 Chi phớ dầu nhũ húa cho 1000 tấn lớt 4,9
21 Số cụng nhõn lao động một ngày đờm Ngƣời 57
22 Năng suất lao động trực tiếp T/cụng 75
23 Chi phớ một lũ chuẩn bị cho 1000T m 1,1
24 Chi phớ nƣớc sạch cho 1000T m3 209
4. Hiện trạng cụng nghệ cơ giới húa đang ỏp dụng tại lũ chợ Cụng ty Than
Dương Huy, cụng suất 600.000 tấn/năm:
Năm 2015, Cụng ty than Dƣơng Huy triển khai ỏp dụng cụng nghệ khai thỏc cơ giới húa đồng bộ cho điều kiện lũ chợ TT- 11 - 1 cú chiều dày trung bỡnh 3,50m, gúc dốc = 160 280, tỉ trọng than nguyờn khai là 1.57g/cm3, độ cứng f=1 ữ 3; đỏ vỏch trực tiếp là đỏ bột kết, cỏt sạn kết, cú chiều dày từ 2 ữ 10 m, tỷ trọng là: 2,67 g/cm3, độ cứng f = 4,9; ( 4ữ6). Tổ hợp thiết bị đồng bộ gồm: giàn chống trung gian ZY3200/16/36, giàn chống quỏ độ ZYG3200/16/36, mỏy khấu loại MG300/700- WDK, mỏng cào mó hiệu SGZ 730/220, cụng suất thiết kế 600 ngàn tấn/năm.
Bảng 2.5: Bảng chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật lũ chợ cơ giới húa đồng bộ mỏ Dương Huy
TT Tờn chỉ tiờu Đơn vị Khối lƣợng
1 Chiều dày vỉa ỏp dụng m 3,4
2 Gúc dốc trung bỡnh của vỉa Độ 17º
3 Tỷ trọng than Tấn/m3 1,55
4 Chiều dài trung bỡnh lũ chợ m 153
5 Chiều cao khấu lũ chợ m 3,4
6 Chiều rộng luồng khấu (bƣớc khấu) m 0,63
7 Tiến độ khai thỏc một ngày đờm M 4,41
8 Vật liệu chống gƣơng Giàn chống ZY3200/16/36
9 Thời gian hoàn thành một ngày đờm Ca 3
10 Sản lƣợng than khai thỏc một ngày đờm Tấn 3137
11 Hệ số khai thỏc 0,93
12 Sản lƣợng khai thỏc trung bỡnh một thỏng Tấn/thỏng 62740 13 Sản lƣợng trung bỡnh năm lũ chợ Tấn/năm 600 000
14 Số cụng nhõn lũ chợ một ngày đờm Ngƣời 84
15 Năng suất lao động 1 cụng nhõn lũ chợ Tấn/cụng 37,34 16 Số một lũ chuẩn bị cho 1000t than m/1000t 2 5 17 Chi phớ dầu nhũ húa cho 1000t than kg/1000t 5,1 18 Chi phớ nƣớc sạch cho 1000t than m3/1000t 148 19 Chi phớ răng khấu cho 1000t than Cỏi /1000t 1
Bảng 2.6: Bảng thống kờ thiết bị khai thỏc chủ yếu của lũ chợ CGH đồng bộ TT- 11-1, vỉa 11 mỏ Dƣơng Huy
TT Tờn thiết bị Mó hiệu Đơn vị Số
lƣợng
1 Mỏy khấu hai tang MG300/700-WDK Mỏy 01
2 Mỏng cào uốn SGZ730/220 Bộ 01
3 Mỏy nghiền PLM1000 Bộ 01
4 Mỏy chuyển tải SZB764/132 Bộ 01
5 Trạm bơm dung dịch nhũ húa BRW200/31,5 Trạm 01
6 Trạm bơm phun sƣơng BPW200/5,5Z Trạm 01
7 Giàn chống thủy lực giữa lũ chợ ZY3200/16/36 Bộ 104
8
Giàn chống thủy lực quỏ độ (Giàn chống ở vị trớ tiếp giỏp lũ thụng giú, tiếp giỏp lũ vận tải)
ZGY3200/16/36 Bộ 08
9 Thựng nhũ húa RX200/16A Thựng 01
10 Cột thủy lực đơn (hiện cú) DW 35-200/100 Cỏi 120 11 Cột thủy lực đơn (hiện cú) DW 28-250/100 Cỏi 44
12 Xà hộp (hiện cú) DFB-4400 Cỏi 60
13 Xà khớp (hiện cú) DJB-1200 Cỏi 23
5. Hiện trạng cụng nghệ cơ giới húa đang ỏp dụng tại lũ chợ Cụng ty Than Vàng Danh, cụng suất 380.000 tấn/năm:
Năm 2017, Cụng ty than Vàng Danh triển khai ỏp dụng khai thỏc cụng nghệ khai thỏc cơ giới húa đồng bộ cho điều kiện vỉa 8, thiết bị đồng bộ gồm: giàn chống trung gian mó hiệu ZF4400/17/28, giàn chống quỏ độ loại ZFG4800/20/32, mỏy khấu loại MG170/411-WD, mỏng cào mó hiệu SGZ 630/264, cụng suất thiết kế 380 ngàn tấn/năm.
Bảng 2.7. Bảng tổng hợp một số chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật lũ chợ vỉa 8 Cụng ty than Vàng Danh
TT Tờn chỉ tiờu Đơn vị Số lƣợng
1 Chiều dày vỉa trung bỡnh m 5,54
2 Gúc dốc vỉa trung bỡnh độ 11
3 Chiều cao khấu gƣơng m 2,5
4 Chiều dày lớp than hạ trần m 3,04
5 Chiều dài lũ chợ m 93
6 Trọng lƣợng thể tớch của than nguyờn khai tấn/m³ 1,67
7 Tiến độ khấu gƣơng m 0,63
8 Số luồng khấu gƣơng một chu kỳ luồng 2
9 Sản lƣợng khai thỏc than một chu kỳ tấn 910
10 Số chu kỳ khai thỏc trong 1 ngày đờm chu kỳ 2
11 Hệ số hoàn thành chu kỳ 0,85
12 Sản lƣợng than khai thỏc 1 ngày đờm tấn 1.547
13 Sản lƣợng than khai thỏc 1 thỏng tấn 38.675
14 Hệ số chuyển diện 0,83
15 Cụng suất khai thỏc tấn/năm 380.000
16 Chi phớ dầu nhũ húa cho 1000T kg 13,2
17 Số cụng nhõn lao động một ngày đờm ngƣời 90
18 Năng suất lao động trực tiếp tấn/cụng 17,7
19 Chi phớ một lũ chuẩn bị cho 1000T m 3,5
20 Chi phớ nƣớc sạch cho 1000T m³ 17,5
21 Chi phớ răng khấu cho 1000T cỏi 8
Bảng 2.8: Bảng thống kờ thiết bị khai thỏc chủ yếu của lũ chợ vỉa 8 Cụng ty than Vàng Danh
TT Tờn thiết bị Mó hiệu tƣơng đƣơng Đơn vị Số lƣợng Ghi chỳ 1 Giàn chống lũ chợ ZF4400/17/28 Chiếc 56
2 Giàn chống đầu&chõn lũ chợ ZFG4800/20/32 Chiếc 6
3 Cột thủy lực đơn DW31.5 Chiếc 120
4 Cột thủy lực đơn DW28 Chiếc 190
5 Xà hộp DFB-4400 Chiếc 60
6 Xà khớp HDJB-1200 Chiếc 68
7 Mỏy khấu MG170/410-WD Cỏi 1
8 Mỏng cào uốn SGZ630/2132 Bộ 2
9 Mỏy chuyển tải SZZ 730/132 Cỏi 1
10 Mỏy nghiền PLM 800 Cỏi 1
11 Trạm bơm nhũ húa + đƣờng
ống BRW-200/31,5 Trạm 1
12 Trạm bơm phun sƣơng +
đƣờng ống BPW-320/6,3 Trạm 1 1140V
2.2. PHÂN TÍCH NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CễNG NGHỆ KHAI THÁC CƠ GIỚI HểA ĐỒNG BỘ CHO ĐIỀU DỤNG CễNG NGHỆ KHAI THÁC CƠ GIỚI HểA ĐỒNG BỘ CHO ĐIỀU KIỆN VỈA THOẢI MỎ KHE CHÀM III.
2.2.1. Cỏc điều kiện địa chất mỏ 2.2.1.1. Gúc dốc của vỉa 2.2.1.1. Gúc dốc của vỉa
Qua nghiờn cứu cho thấy rằng, việc cơ khớ hoỏ khấu than chỉ nờn ỏp dụng cho vỉa dốc thoải và nghiờng để đảm bảo cú hiệu quả, bởi vỡ gúc dốc của vỉa liờn quan đến nhiều khõu cụng nghệ trong lũ chợ cơ khớ hoỏ, điều này làm ảnh hƣởng đến việc tổ chức sản xuất trong lũ chợ, cụ thể nhƣ sau:
- Trong cỏc vỉa dốc lớn, việc bố trớ cho mỏy liờn hợp làm việc gặp nhiều khú khăn hơn trong cỏc vỉa cú gúc dốc thoải và nghiờng, nếu trong cỏc lũ chợ với gúc
dốc lớn cần phải bố trớ tời hóm, cơ cấu thả mỏy trong quỏ trỡnh mỏy làm việc nếu khụng sẽ mất an toàn khi mỏy làm việc. Khi gúc dốc của vỉa khụng ổn định do sự