TT Chiều dày vỉa (m) Chiều dài lũ chợ (m) Chiều dài khỏm (m) Tỷ lệ tổn thất than chung (%) Trụ than Trụ nhõn tạo H=350m H=500m H=700m H=350m H=500m H=700m I - - - f=5, =1,25 1 2,2 125 6 14,06 15,64 17,33 5,00 5,00 5,00 2 3,5 125 6 20,39 21,85 23,42 11,86 11,84 11,81 3 4,5 125 6 22,78 24,19 25,71 14,44 14,41 14,37 4 5,5 125 6 24,29 25,67 27,17 16,08 16,05 16,00 5 6,5 125 6 25,34 26,70 28,18 17,22 17,18 17,13 6 7,5 125 6 26,11 27,46 28,92 18,05 18,01 17,96 7 10 125 6 27,36 28,69 30,12 19,41 19,36 19,31 II - - - f=4, =1 1 2,2 125 6 17,91 20,03 22,28 5,00 5,00 5,00 2 3,5 125 6 23,96 25,92 28,01 11,80 11,77 11,74 3 4,5 125 6 26,23 28,14 30,16 14,36 14,32 14,27 4 5,5 125 6 27,68 29,55 31,53 15,99 15,94 15,88 5 6,5 125 6 28,68 30,52 32,48 17,12 17,06 17,00 6 7,5 125 6 29,41 31,24 33,17 17,94 17,88 17,82 7 10 125 6 30,61 32,40 34,30 19,29 19,22 19,15 III - - - f=3, =0,75 1 2,2 125 6 22,57 25,27 28,08 5,00 5,00 5,00 2 3,5 125 6 28,28 30,78 33,38 11,73 11,69 11,65 3 4,5 125 6 30,42 32,85 35,37 14,27 14,21 14,15 4 5,5 125 6 31,79 34,16 36,64 15,88 15,81 15,74 5 6,5 125 6 32,73 35,08 37,52 16,99 16,92 16,85 6 7,5 125 6 33,42 35,74 38,16 17,81 17,73 17,65 7 10 125 6 34,55 36,83 39,21 19,14 19,06 18,97
Hỡnh 3.14. So sỏnh tỷ lệ tổn thất than theo hỡnh thức trụ bảo vệ đường lũ (f=5, =1,25)
Hỡnh 3.16. So sỏnh tỷ lệ tổn thất than theo hỡnh thức trụ bảo vệ đường lũ (f=3, =1,25)
Kết quả thể hiện trong bảng 3.5, 3.6 và biểu đồ cỏc hỡnh từ 3.14 ữ 3.16 ở trờn cho thấy, khi chiều sõu khai thỏc tăng, trụ than bảo vệ cũng tăng theo tương ứng. Đi cựng với đú, tỷ lệ tổn thất than cũng tăng theo. Đặc biệt, chiều rộng trụ than bảo vệ và tỷ lệ tổn thất càng tăng khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than trong vỉa mềm yếu. Cụ thể như sau:
- Ở chiều sõu 350m: khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than cứng, chiều rộng trụ than bảo vệ 13,2m, tỷ lệ tổn thất than từ 14,06 ữ 23,76%; khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than cứng trung bỡnh, chiều rộng trụ than bảo vệ 19,7m, tỷ lệ tổn thất than từ 15,64 ữ 28,69%; khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than yếu, chiều rộng trụ than bảo vệ 28,4m, tỷ lệ tổn thất than từ 17,33 ữ 30,12%.
- Ở chiều sõu 500m: khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than cứng, chiều rộng trụ than bảo vệ 15,8m, tỷ lệ tổn thất than từ 17,91 ữ 30,61%; khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than cứng trung bỡnh, chiều rộng trụ than bảo vệ 23,5m, tỷ lệ tổn thất than từ 20,03 ữ 32,4%; khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than yếu, chiều rộng trụ than bảo vệ 33,9m, tỷ lệ tổn thất than từ 22,28 ữ 34,3%.
- Ở chiều sõu 700m: khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than cứng, chiều rộng trụ than bảo vệ 18,6m, tỷ lệ tổn thất than từ 22,57 ữ 34,55%; khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than cứng trung bỡnh, chiều rộng trụ than bảo vệ 27,8m, tỷ lệ tổn thất than từ 25,27 ữ 36,83%; khi đỏ vỏch, đỏ trụ và than yếu, chiều rộng trụ than bảo vệ 40,1m, tỷ lệ tổn thất than từ 28,08 ữ 39,21%.
Trong khi đú, khi ỏp dụng trụ nhõn tạo bảo vệ đường lũ (cú thể chủ động lựa chọn vật liệu thi cụng trụ, sao cho chiều rộng trụ khụng lớn hơn chiều rộng khỏm), tỷ lệ tổn thất than giảm xuống chỉ cũn từ 5,0 ữ 19,41% ở chiều sõu 350m, 5,0 ữ 19,36% ở chiều sõu 500m, 5,0 ữ 19,31% ở chiều sõu 700m. Như vậy, so với hỡnh thức sử dụng trụ than, sử dụng trụ nhõn tạo bảo vệ đường lũ sẽ cho phộp giảm từ 9,06 ữ 17,57% tỷ lệ tổn thất tài nguyờn.
3.4. Nhận xột
1. 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.
2. Về định hướng ứng dụng: hỡnh thức trụ nhõn tạo bằng dải đỏ chốn cơ bản được ỏp dụng cho điều kiện vỉa mỏng, phạm vi ứng dụng hẹp và chỉ triển khai khi cỏc đơn vị cú kế hoạch huy động cỏc khu vực vỉa mỏng vào khai thỏc; hỡnh thức trụ nhõn tạo bằng kết cấu cũi cú ưu điểm là sử dụng được vật liệu sẵn cú, chi phớ thấp, nhưng nhược điểm là hạn chế về cường độ khỏng nộn và mức độ bảo vệ cũng như khả năng cỏch ly đường lũ với khu vực phỏ hỏa. Do đú, giải phỏp này cú thể coi là giải phỏp quỏ độ, được ứng dụng khi chưa cú điều kiện/chưa kịp thời ỏp dụng giải phỏp hiện đại hơn; hỡnh thức trụ nhõn tạo dạng dải liờn tục, sử dụng vật liệu cú cường độ khỏng nộn cao là một tiến bộ trong ngành mỏ, dải trụ sau thi cụng cú khả năng
khỏng nộn tốt, độ tin cậy cao, khắc phục hoàn toàn cỏc nhược điểm của hai hỡnh thức trụ nhõn tạo bằng dải đỏ chốn hay kết cấu cũi. Trong điều kiện cho phộp, hỡnh thức trụ nhõn này sẽ được ưu tiờn lựa chọn.
3. Khi ỏp dụng hỡnh thức bảo vệ bằng trụ than truyền thống, tương ứng với chiều sõu khai thỏc từ 350 ữ 700m, tựy thuộc vào độ bền của đỏ vỏch, đỏ trụ và than trong vỉa, chiều rộng trụ than bảo vệ thay đổi từ 13,2 ữ 40,1m, tương ứng với tỷ lệ tổn thất than là từ 14,06 ữ 39,21%. Khi sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than, tổn thất chỉ từ 5,0 ữ 19,41%, qua đú giảm được 9,06 ữ 17,57% tỷ lệ tổn thất tài nguyờn.
CHƯƠNG 4: NGHIấN CỨU ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM CễNG NGHỆ SỬ DỤNG TRỤ NHÂN TẠO THAY THẾ TRỤ THAN BẢO VỆ Lề CHUẨN BỊ
TẠI MỎ KHE CHÀM III, CễNG TY THAN KHE CHÀM - TKV
4.1. Đặc điểm điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ khu vực thiết kế
Để cú đỏnh giỏ, kiểm chứng về hiệu quả mang lại khi ỏp dụng giải phỏp sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ lũ chuẩn bị, luận ỏn đó lựa chọn Cụng ty than Khe Chàm để phối hợp triển khai cụng nghệ. Vị trớ thiết kế được lựa chọn là lũ chợ 14-5- 19 mức -170/-150 vỉa 14-5 mỏ than Khe Chàm III, Cụng ty than Khe Chàm - TKV. Đối tượng ỏp dụng giải phỏp sử dụng trụ nhõn tạo thay thế trụ than bảo vệ là lũ DVVT của lũ chợ. Đặc điểm điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ khu vực thiết kế như sau:
4.1.1. Đặc điểm điều kiện địa chất và cỏc chỉ tiờu KTKT chủ yếu của lũ chợ 14-5- 19 theo kế hoạch của Cụng ty than Khe Chàm
Vỉa than phạm vi thiết kế cú chiều dày toàn vỉa trung bỡnh 5,6m, gúc dốc 12, độ kiờn cố than f = 1ữ2; đỏ vỏch trực tiếp chủ yếu là cỏc lớp bột kết, dày từ 3,65 ữ 16,28m, trung bỡnh 9,34m, độ kiờn cố f = 4 ữ 6; vỏch cơ bản là cỏc tập đỏ cỏt kết, cuội kết, chiều dày từ 28,88 ữ 49,07m, trung bỡnh 40,73m, độ kiờn cố f = 6 ữ 8; trụ trực tiếp là đỏ bột kết, chiều dày từ 2,8 ữ 5,05m, trung bỡnh 3,74m, bờn dưới là tõp đỏ cỏt kết, chiều dày từ 6,32 ữ 17,6m, trung bỡnh 13,1m; khu vực thuộc loại I về khớ Mờ tan, than trong vỉa khụng cú tớnh tự chỏy, ớt chịu ảnh hưởng của nước; độ sõu thi cụng lũ DVVT lũ chợ 14.5-19 so với địa hỡnh là 350m (xem bảng 4.1). Theo kế hoạch của Cụng ty than Khe Chàm, lũ chợ được chuẩn bị với kớch thước theo hướng dốc 65m, theo phương 171m. Để bảo vệ và duy trỡ lũ vận tải làm lũ thụng giú cho lũ chợ kế tiếp (14-5-20), sẽ để lại trụ than cú chiều rộng 18m. Chi tiết xem bảng 4.1, hỡnh 4.1.