.1 Ranh giới các mỏ than lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả

Mở vỉa và chuẩn bị khai trường: Hầu hết các mỏ lộ thiên khai thông bằng hệ

thống hào mở vỉa bám vách vỉa than, riêng khu vực Tả Ngạn mỏ Cọc Sáu mở vỉa bằng hào trong than, cịn khu Đơng Thắng Lợi - Cọc Sáu và Lộ Trí - Đèo Nai hiện nay đang khai thác từ trụ sang vách vỉa. Thiết bị đào hào là máy xúc thuỷ lực gầu ngược phối hợp với máy xúc gầu thẳng EKG. Chiều rộng đáy hào 2  4m đối với

máy xúc thuỷ lực gầu ngược và 18  20m đối với máy xúc gầu thẳng. Trong những năm gần đây, đối với một số mỏ khai thác dưới mức thoát nước tự chảy như: Cọc Sáu, Cao Sơn, Đèo Nai đã áp dụng máy xúc thuỷ lực gầu ngược để kết hợp đào hào mở vỉa, tháo khô đáy mỏ và tăng cường tốc độ xuống sâu đạt kết quả rất tốt, tốc độ xuống sâu đạt bình qn 6  15m/n, thậm chí có mỏ đạt 20m/n.

Về hệ thống khai thác: Do cấu trúc địa chất và sản trạng của các vỉa than tại

các mỏ lộ thiên chủ yếu cắm nghiêng với góc dốc trung bình 30  35 độ nên hầu hết các mỏ lộ thiên đều áp dụng hệ thống khai thác (HTKT) xuống sâu, dọc, một hoặc hai bờ công tác, đất đá chủ yếu được đổ ra bãi thải ngoài. Trong những năm gần đây, trên cơ sở áp dụng thử nghiệm thành công tại khu vực Tây Nam - Cao Sơn, ngành Than Việt Nam đã đưa vào thiết kế và vận hành HTKT khấu theo lớp đứng hầu khắp trên các mỏ lộ thiên để tăng góc dốc bờ cơng tác lên 25  27 độ theo kết cấu bờ công tác bằng cách chia chúng thành các nhóm tầng, mỗi nhóm tầng có 1-2 tầng công tác với chiều rộng mặt tầng Bmin = 35  40m và 2  3 tầng tạm nghỉ với

30

chiều rộng mặt tầng 15  17m. Việc đưa vào thiết kế và áp dụng HTKT này đã

mang lại hiệu quả kinh tế cao vì giảm được hệ số bóc đất đá thời kỳ đầu.

Về đồng bộ hoá thiết bị: Hiện nay, tại tất cả các mỏ lộ thiên được trang bị

đồng bộ thiết bị khoan, xúc bốc, vận tải thuộc loại trung bình tiên tiến. Đối với các mỏ quy mô lớn như Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai phục vụ cho dây chuyền bóc đất đá là máy khoan CБЩ -250 MH, khoan thủy lực với đường kính lỗ khoan d = 110  200mm, máy xúc chạy điện EKG có dung tích gàu E=4,68m3, máy xúc thủy lực có dung tích gầu xúc E = 3,5  6,7m3, ô tô tự đổ có trọng tải 3058 tấn gồm các chủng loại như Belaz, Komatsu, Caterpillar, v.v... Đào hào tháo khô mở vỉa và khấu than bằng các máy xúc thuỷ lực gầu ngược có dung tích gầu E = 2,8 - 3,5m3 phối hợp với máy xúc gầu thẳng EKG với dung tích gầu xúc đến 5m3, vận chuyển than là các loại ô tô tự đổ trọng tải 15  32 tấn hoặc vận tải liên hợp ô tô-băng tải (mỏ Đèo Nai và Cọc Sáu).

Đối với các mỏ và khai trường lộ thiên quy mô vừa và nhỏ, phục vụ cho công tác bóc đất đá và khai thác than sử dụng đồng bộ thiết bị cỡ vừa và nhỏ gồm máy khoan xoay đập thuỷ lực đường kính lỗ khoan 75  120mm, máy xúc thuỷ lực gầu ngược dung tích gầu E = 1,52,0m3 cùng với ô tô tự đổ trọng tải đến 12  15 tấn.

Về công tác đổ thải đất đá: Hiện nay các mỏ lộ thiên chủ yếu đều sử dụng hệ

thống bãi thải ngồi với cơng nghệ đổ thải sử dụng ô tô-xe gạt, khối lượng đổ thải lớn nhất tập trung tại cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả, hàng năm khoảng 60  70

triệu m3. Việc đổ thải ngồi dưới dạng bãi thải cao có nhược điểm cơ bản là chiếm dụng diện tích đất mặt lớn, gây trượt lở bãi thải và bồi lấp hệ thống sông suối, ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến cảnh quan đô thị như các bãi thải Nam Đèo Nai - Cẩm Phả, bãi thải Nam Lộ Phong - Hà Tu, v.v… Công tác đổ thải đất đá hiện nay là một vấn đề cấp thiết mà TKV đang quan tâm giải quyết, đặc biệt quy hoạch đổ thải cụm mỏ vùng Cẩm Phả giai đoạn 2010  2015.

Ổn định bờ mỏ: Trong những năm qua và hiện nay tại một số mỏ lộ thiên xảy

ra hiện tượng tụt lở bờ mỏ như bờ Tây Vỉa 11 Núi Béo, bờ Nam và Đông Bắc mỏ Cọc Sáu, mỏ Đèo Nai, Hà Tu, v.v... Các nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng tụt

31

lở bờ mỏ là đất đá yếu, phay phá, tác động của nước ngầm, bờ mỏ ngày một nâng cao với góc dốc lớn, cắt vào chân bờ mỏ (bờ trụ), phương pháp nổ mìn biên chưa được áp dụng, chưa có các biện pháp gia cố bờ mỏ hữu hiệu. Biện pháp xử lý cơ bản hiện nay là tụt đến đâu bóc xúc dọn dẹp đến đó.

Đánh giá tình trạng kỹ thuật và công nghệ: Trong các năm qua, Tập đồn

Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã thực hiện đầu tư đổi mới cơng nghệ, cải thiện tình trạng kỹ thuật và cơng nghệ tại các mỏ lộ thiên như sau:

- Chỉ đạo và giao chỉ tiêu hệ số bóc đất đá cho các công ty, các mỏ, cải thiện dần các thông số của HTKT do các năm trước thu hẹp sản xuất.

- Đã nghiên cứu và áp dụng thành công công nghệ đào sâu đáy mỏ bằng máy xúc thuỷ lực gàu ngược đối với các mỏ khai thác dưới mức thoát nước tự chảy.

- Đã nghiên cứu và áp dụng thành công HTKT khấu theo lớp đứng cho hầu hết các mỏ.

- Đã nghiên cứu và bước đầu đưa vào áp dụng công nghệ và thiết bị khai thác chọn lọc, nâng cao chất lượng và giảm tổn thất than.

- Các khâu chủ yếu trong quy trình cơng nghệ khai thác đã được đầu tư trang thiết bị hiện đại và đồng bộ như:

+ Cơng tác khoan lỗ mìn, nạp mìn bằng máy khoan, xe nạp mìn của các nước tiên tiến đang sử dụng.

+ Máy xúc thuỷ lực gầu thuận, gầu ngược, chạy diezen, có tính cơ động cao, phù hợp với HTKT khấu theo lớp đứng, đào hào và khai thác than đáy mỏ, khai thác chọn lọc, v.v...

+ Ơtơ vận tải cỡ lớn (trọng tải 42  60 tấn), ôtô khung động (xe lúc lắc) có khả năng leo dốc cao và bán kính đường vịng nhỏ.

Tóm lại, tình trạng kỹ thuật và công nghệ của các mỏ lộ thiên hiện nay đã được cải thiện một bước về chất, đang tiếp tục đổi mới và dần dần đi vào nề nếp, tiến tới phải đảm bảo quy trình, quy phạm kỹ thuật và phù hợp với cơ chế kinh tế thị trường. [15]

32

3.1.3 Hiện trạng khai thác hầm lò vùng than Cẩm Phả

Hiện nay, tại vùng than Quảng Ninh có trên 30 mỏ hầm lò đang hoạt động, trong đó chỉ có 9 mỏ có trữ lượng huy động lớn, có cơng nghệ và cơ sở hạ tầng tương đối hoàn chỉnh, khai thác với sản lượng hầm lò từ 1,0 triệu tấn/năm trở lên bao gồm như mỏ: Mạo Khê (1,6 tr.tấn), mỏ Nam Mẫu (1,5 tr.tấn), mỏ Vàng Danh (3,1 tr.tấn), mỏ Hà Lầm (1,77 tr.tấn), mỏ Ngã Hai (Quang Hanh, 1,05 tr.tấn), mỏ Khe Chàm (1,01 tr.tấn), mỏ Khe Tam (Dương Huy 2,0 tr.tấn), mỏ Lộ Trí (Thống Nhất 1,59 tr.tấn) và mỏ Mơng Dương (1,5 tr.tấn) khai thác trong năm 2009.

Các mỏ còn lại sản lượng khai thác dưới 1,0 triệu tấn/năm, kế hoạch thăm dị, dây chuyền cơng nghệ và cơ sở hạ tầng chưa đầy đủ bao gồm các mỏ: Bắc Cọc Sáu (C.ty TNHH MTV than Hạ Long- Vinacomin), mỏ Tây Bắc Khe Chàm (Tổng công ty Đông Bắc), mỏ Đồng Vông-Uông Thượng (C.ty TNHH MTV than Uông Bí- Vinacomin)…

Cơng tác khai thơng và chuẩn bị:

Sơ đồ mở vỉa của các mỏ hầm lò đều theo nguyên tắc ưu tiên mở vỉa theo phương pháp lò bằng, những khống sàng khơng thể mở vỉa bằng lò bằng thì mở vỉa bằng giếng nghiêng, những khống sàng khơng thể mở vỉa được bằng lò bằng, giếng nghiêng thì mở vỉa bằng giếng đứng hoặc giếng nghiêng kết hợp giếng đứng.

- Mở vỉa lò bằng: Nam Khe Tam.

- Mở vỉa giếng nghiêng: Phần giếng các mỏ Khe Chàm, Lộ Trí (Thống Nhất), Dương Huy, Nam Khe Tam (đã thi công đến sân ga), Ngã Hai (Quang Hanh),…

- Mở vỉa giếng đứng: mỏ Mông Dương.

- Chuẩn bị khai thác theo phương pháp khấu dật lò chợ tầng được áp dụng là phổ biến như tại các mỏ Đông Khe Sim, Dương Huy, Khe Tam, Khe Chàm, Nam Khe Tam. Chuẩn bị khai thác theo phương pháp khấu dật lò chợ phân tầng được áp dụng ở mỏ Mông Dương.

Công nghệ khai thác:

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương lò chợ khấu theo chiều dốc bằng khoan nổ mìn với chiều cao khấu 1,4 - 2, 2m chống lò bằng cột thuỷ lực đơn (vỉa

33

dốc dưới 350), chống lò bằng giá thuỷ lực di động (vỉa dốc dưới 450) chiếm khoảng 40-60%. Công nghệ này hiện đang áp dụng rộng rãi tại các mỏ như mỏ Thống Nhất, Khe Chàm, Dương Huy, Mông Dương trong những năm gần đây đã đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, có mức độ an tồn cho người lao động cao.

- Hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng chống bằng giá thuỷ lực di động, khấu than bằng khoan nổ mìn áp dụng cho các vỉa có góc dốc trên 45, chiều dày trung bình từ lớn hơn 5m, điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hoả toàn phần. Khi vỉa dày trên 10m, hệ thống bố trí thêm một lị bên vách. Hiện đang áp dụng rộng rãi tại các mỏ như mỏ Hà Ráng, Bình Minh (Thành Cơng), Nam Mẫu, Vàng Danh…Chiếm khoảng 15-20%.

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương chống giữ lò chợ bằng giá khung di động, khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn, điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hoả tồn phần, áp dụng cho vỉa có chiều dày từ 2,5-6,5m, góc dốc đến 35o. Cơng nghệ này hiện đang áp dụng rộng rãi tại các mỏ như mỏ Dương Huy, Thống Nhất, …Chiếm khoảng 20-25%.

- Hệ thống khai thác chia cột theo hướng dốc khấu than từ trên xuống, chống giữ lò chợ bằng tổ hợp dàn 2ANSH khấu than bằng máy đào 1ASHM, điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hoả toàn phần, áp dụng cho những khu vỉa có góc dốc từ 350-900 và chiều dày vỉa từ 1,1-2,2 m. Đất đá vách trụ thuộc loại từ ổn định trung bình trở lên và dễ sập đổ. Cơng nghệ mới được ứng dụng thử nghiệm ở các mỏ Mạo Khê, Hồng Thái, …Chiếm khoảng 2-5%.

- Các dạng khai thác khác như dàn chống mềm, dàn dẻo, chia lớp bằng chiếm 2-3%.

- Điều khiển đá vách trong lị chợ có chống là phá hoả tồn phần với các cũi lợn gỗ hoặc sắt, khi vách treo thì khoan nổ mìn cưỡng bức. Riêng với mỏ có nguy hiểm về than tự cháy như Mạo Khê, Hồng Thái thì khoảng khơng sau lị chợ được chèn lấp kín và đá vách tự hạ dần dần.

- Với tình trạng kỹ thuật và trình độ cơng nghệ như hiện nay, sản lượng và năng suất khai thác hầm lò còn thấp. Năng suất lao động 36 tấn/ca, tốc độ tiến

34

gương lò chợ chậm 18 25m/tháng, tổn thất than ở hầu hết các mỏ hầm lò đều lớn từ 5565%. Nếu khơng nhanh chóng hồn thiện các cơng nghệ hiện có và đổi mới cơng nghệ thì hiệu quả sản xuất của ngành than sẽ thấp.

- Hiện nay, TKV đang nghiên cứu triển khai một số cơng nghệ mới có ứng dụng cơ giới hoá khai thác than trong lò chợ như áp dụng thử nghiệm khai thác bằng máy khấu với giá chống thuỷ lực của Trung Quốc tại vỉa 14 mỏ Khe Chàm và vỉa 9 mỏ Mạo Khê, khai thác lò dọc vỉa phân tầng với các thiết bị khoan dài nổ mìn khơng chống trong lị chợ theo cơng nghệ của Pháp ở vỉa 12 mỏ than Mơng Dương, hệ thống khai thác dàn chống mềm lị chợ cắt nghiêng áp dụng cho vỉa dốc đứng ở mỏ Vàng Danh.... Nếu các thử nghiệm này thành công sẽ mở ra hướng đi mới cho công nghệ khai thác lò chợ của các mỏ hầm lò.

Đào lò chuẩn bị:

Các thiết bị áp dụng đào lò đã được đầu tư đồng bộ nhằm nâng cao năng suất trong cơng tác đào lị như combai đào lò than AM-50, AM-45, tại các mỏ hầm lị có quy mơ sản xuất trung bình trở lên thì việc đào các đường lò chuẩn bị được thực hiện như sau:

- Đào lò trong đá bằng khoan nổ mìn, xúc bốc bằng máy lên xe goòng với tổ hợp thiết bị gồm: máy khoan khí nén cầm tay có giá đỡ, máy nén khí di động năng suất, máy xúc, búa chèn và máy nổ mìn. Trong trường hợp đào sân ga hầm trạm có khối lượng nhiều tại các mỏ lớn thì có sử dụng dàn khoan nhiều cần.

- Để đạt được sản lượng than hầm lị như hiện nay, cơng tác đào lò chuẩn bị trong than cũng đóng vai trị hết sức quan trọng. Đã có nhiều cơng ty thuộc Vinacomin đã đưa máy liên hợp AM-50Z, AM-45 vào đào lò thi công như: Vàng Danh, Hồng Thái, Nam Mẫu, Khe Chàm, tiến độ đạt 200250m/tháng, cho lò chống thép có tiết diện trên 12m2. Đối với những đường lị trong than có tiết diện nhỏ hơn 12m2 được thi cơng thủ cơng bằng khoan nổ mìn tiến độ đạt từ 100140m/tháng.

- Đào các lò nghiêng trong than hầu hết là khoan nổ mìn kết hợp xúc bốc bằng máy lên thiết bị vận tải băng tải hoặc goòng.

35

- Đối với các công trường khai thác quy mơ nhỏ lộ vỉa thì đào lị chuẩn bị chủ yếu là khoan nổ mìn, xúc bốc thủ cơng lên xe gng đẩy tay.

- Từ trước đến nay chống giữ các đường lò chủ yếu bằng thép và hiện đang được thay thế dần bằng công nghệ neo tại hầu hết các.

- Tốc độ đào lị trung bình đối với lị đá có tiết diện >16m2 đạt từ 4060m/tháng, với lị đá có tiết diện nhỏ hơn 16m2 đạt 6080m/tháng, với lò than đạt từ 80100m/tháng đối với tiết diện 12m2, với tiết diện nhỏ hơn 12m2 đạt từ 100140m./tháng. Như vậy, cơng tác đào lị chuẩn bị hiện tại còn chậm chưa đáp ứng được yêu cầu sản xuất và xây dựng mở rộng.

Vận tải trong lò:

Vận tải than trong lị chợ có chống bằng máng trượt kim loại khi góc dốc lị chợ  230, bằng máng cào khi góc dốc lị chợ  230. Vận tải than trong các lò song song bằng máng cào hoặc băng tải các phỗng rót cách nhau theo chiều dài thiết bị (đạt từ 80100m). Than từ khu khai thác đưa ra sân ga hoặc trạm dỡ tải trên mặt bằng bằng xe goòng trọng tải 13 tấn, kéo bằng đầu tầu hoặc bằng băng tải kéo. Đối với các mỏ khai thơng bằng giếng nghiêng thì vận tải than qua giếng bằng băng tải như Mạo Khê, Khe Chàm, Khai thơng bằng giếng đứng hiện có mỏ Mông Dương và Hà Lầm.Vận tải than qua giếng đứng bằng trục thùng cũi. Các hình thức vận tải người và thiết bị như tời KS hay mônôray đã được áp dụng tại các mỏ như Khe Chàm III, Nam Mẫu bước đầu đã thu được những thành công nhất định.

Xu hướng phát triển khoa học cơng nghệ hầm lị thế giới hiện nay là hoàn thiện sơ đồ cơng nghệ khấu lị chợ dài theo hướng cơ giới hoá đồng bộ, tăng chiều cao khấu hết chiều dày vỉa. Phát triển sơ đồ công nghệ chia lớp nghiêng với vách giả nhân tạo bằng các vật liệu mới, khấu than dưới giàn tự hành có cơ cấu thu hồi than nóc và cơ giới hố khai thác gương lò chợ ngắn. [15]

36

3.1.4 Hiện trạng sàng tuyển, cảng rót than tại thành phố Cẩm Phả

Hiện trạng sàng tuyển:

Hiện nay, vùng Cẩm Phả có 3 nhà máy sàng tuyển than (Trung tâm sàng tuyển than Cửa Ơng) với tổng cơng suất 11 triệu tấn/năm, đủ đáp ứng cho sản xuất than chất lượng cao phục vụ cho xi măng và xuất khẩu.

+ Nhà máy Tuyển than No-1:

Nhà máy đã cải tạo nâng công suất đạt 3,5 triệu tấn/năm. Trong thời gian tới cần điều chỉnh công nghệ từ tuyển bằng máng rửa nghiêng hiện nay bằng công nghệ