Với tốc độ khai thác than như hiện nay thì mỏ Khánh Hoà sẽ kết thúc khai thác vào năm 2044, mỏ Núi Hồng sẽ kết thúc khai thác năm 2026, mỏ than Phấn Mễ sẽ kết thúc khai thác năm 2016, mỏ Bá Sơn khai thác 50 năm nữa sẽ kết thúc khai thác.
Than Núi Hồng và than Khánh Hòa chủ yếu khai thác để cung cấp cho nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn. Sản lượng cung cấp hiện nay là than cám 4 Núi Hồng: 199110 tấn/năm, than cám 5 Khánh Hoà: 165890 tấn/năm, tổng số than cung cấp: 365000 tấn/năm. Ngồi ra, số cịn lại là tiêu thụ nội bộ.
Sản phẩm than của mỏ Phấn Mễ chỉ cung cấp cho luyện cốc của nhà máy Gang Thép Thái Nguyên, không bán ra ngoài. Mỏ chỉ bán ra ngoài mỗi năm khoảng 1000 tấn sản phẩm than cám ba chất lượng không tốt, là sản phẩm vét bãi (đến năm 2010 không bán sản phẩm cám ba nữa).
Than của mỏ Bá Sơn khai thác phần lớn là tiêu thụ cho các đơn vị: Cơng ty cổ phần Xi măng n Bình khoảng 2000 tấn/tháng, Cơng ty cổ phần khống sản Yên Bái khoảng 1000 tấn/tháng, Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ khoảng 1000 tấn/tháng, Nhà máy xi măng Lưu Xá khoảng 600 tấn/tháng, Công ty cổ phần xi măng Cao Ngạn Thái Nguyên 400 tấn/tháng, còn lại bán cho các hộ tiêu thụ lẻ.
b. Quy trình khai thác
* Mỏ than Khánh Hịa
Mỏ Khánh Hoà hiện đang áp dụng hai hình thức khai thác là khai thác lộ thiên và khai thác hầm lị, trong đó khai thác hầm lị mới được áp dụng bắt đầu từ năm 2009.
Khai thác lộ thiên tập hợp vỉa từ vỉa 13 đến vỉa 16. Mỏ áp dụng hệ thống khai thác xuống sâu hai bờ, khấu theo lớp dốc đứng, vận tải bằng ô tô, đất đá thải ra bãi thải ngoài. Trong những năm gần đây mỏ đã đầu tư thay thế dần các thiết bị vận tải già cỗi đã hết khấu hao bằng các thiết bị tiên tiến như máy khoan thuỷ lực, máy xúc thuỷ lực gầu ngược ơ tơ tải trọng 55 tấn.
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình và cơng nghệ khai thác lộ thiên ở mỏ than Khánh Hòa
Băng tải
Văn phịng quản lý chỉ đạo
Khoang nổ mìn Phân xưởng sửa chữa cơ khí Sản xuất phụ
(nung vôi, clinker)
Xúc bốc than và đất đá Vận tải đất đá thải ồn, chấn động, bụi, khí thải Bãi thải Ồn, bụi, khí thải Vận tải than
Sàng tuyển chế biến Nhà máy nhiệt điện
Ơ tơ chở than Ơ tơ chở đá
Cơng tác khoan nổ mìn: Đất đá trong khai trường gồm đất phủ đệ tứ chiếm 5 ÷ 6%, cịn lại là bột kết, sạn kết, cuội kết, bột kết - vôi, và vơi - sét. Đất đá có độ cứng trung bình f = 8 ÷ 9, lớn nhất f = 14. Cụ thể:
Phía Đơng Đơng Nam là cát kết với f = 8 ÷ 9
Phía Tây Nam là dạng sét vơi với f = 7 ÷ 9 và cát kết với f = 7 ÷ 14 Phía Đơng là thành phần bột kết với f = 7 ÷ 10 và sét vơi từ 7 ÷ 9 Phía Đơng Bắc là bột kết sừng hố với 7 ÷ 14
Phía Bắc là bột kết sừng hố với f = 7 ÷ 14 Phía Tây Bắc là sét vơi với f = 7 ÷ 9
Khu vực đáy moong, Tây moong C là bột kết và sét vôi với f = 7 ÷ 10 Do khai trường mỏ than Khánh Hịa có điều kiện địa chất phức tạp, nhiều loại đất đá có độ khó nổ khác nhau vì vậy trước khi bốc xúc cần phải tiến hành làm tơi sơ bộ bằng phương pháp khoan nổ mìn. Hiện nay đơn vị đang sử dụng 6 máy khoan bao gồm 5 máy khoan của đơn vị đường kính 152mm; 1 máy khoan đường kính 127mm phù hợp với đất đá ở mỏ than Khánh Hịa.
Đối với tầng đất phủ đệ tứ có thể sử dụng máy xúc trực tiếp không cần phải nổ mìn. Đối với các tầng phía dưới tiến hành cơng tác khoan nổ mìn, sau đó đất đá được máy xúc thuỷ lực gầu ngược xúc bốc lên ô tô tải vận chuyển ra bãi thải, than được xúc bốc vận chuyển bằng ơ tơ có tải trọng 12 tấn, 55 tấn về bãi than nguyên khai của xưởng sàng bằng ô tô tự đổ, dùng xe gạt vun đống cao đến 3m.
Công tác sàng tuyển than: Than có chất lượng tốt (than T1, độ tro Ak trung bình đến 30%) được đổ đống riêng để sàng lấy than cám tốt, than chất lượng xấu hơn (than T2, độ tro Ak trung bình đến 45%) đổ đống riêng. Sau đó than được cấp vào hố nhận bằng xe gạt (hoặc có thể đổ trực tiếp bằng ơ tơ), trên mặt hố nhận than có lắp lưới sàng ghi dốc >300 với khe 100mm để loại riêng than và đá quá cỡ.
Cấp +100mm theo máng đổ xuống mặt bằng cạnh hố nhận, sau khi gia công tận thu, than được chuyên trở lại hố nhận, đá thải vun đống sau bốc lên ô tô chở đi bãi thải.
Than nguyên khai 0 - 100mm được cấp vào băng tải B800 qua máy cấp liệu lắc chuyển lên máy sàng rung 2 lưới để phân loại thành 3 sản phẩm 0 -25mm, 25 - 50mm và +50mm.
Than 0 - 25mm được rót trực tiếp xuống băng tải B800 chuyển lên kho than cám. Than 25 - 50mm cũng được rót xuống băng tải để chuyển lên máy nghiền nghiền thành than cám 0 - 25mm. Sau khi nghiền, than được băng tải chuyển di động chuyển ra kho. Khi có hộ tiêu thụ than cục xô, loại than này sẽ không cấp vào máy nghiền mà đánh đống riêng để nhặt bớt đá.
Than cấp hạt +50mm rót trực tiếp lên băng tải phẳng, chạy chậm để phân loại thủ công thành than cục, đá và sản phẩm trung gian. Sản phẩm trung gian +50mm được nghiền thành than cám sau đó dùng băng tải di động chuyển lên kho than.
Đá thải từ băng nhặt cấp trực tiếp lên băng tải chuyển lên bunke, sau đó qua cửa tháo cáp lên ô tô chuyển đi bãi thải.
Ngoài khai thác theo phương pháp lộ thiên mỏ Khánh Hồ cịn tiến hành khai thác theo phương pháp hầm lò.
Căn cứ vào điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ, kinh nghiệm khai thác của các mỏ có điều kiện địa chất tương tự mỏ đã lựa chọn hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng. Công nghệ khai thác được lựa chọn cho điều kiện của các lị chợ là cơng nghệ khai thác khoan nổ mìn kết hợp thủ công, chống giữ lị chợ bằng vì chống thuỷ lực, hạ trần thu hồi than nóc, bản chất của công nghệ như sau:
Khu vực khai thác được chia thành hai cánh, mỗi cánh chia tầng thành các phân tầng với chiều cao mỗi phân tầng 12m bằng các lò dọc vỉa bám trụ. Việc đào các đường lò dọc vỉa phân tầng được thực hiện bằng máy combai đào lò hoặc đào lị khoan nổ mìn kết hợp thủ cơng. Để đảm bảo thuận lợi cho quá trình thơng gió, vận tải và đi lại, lò dọc vỉa phân tầng các mức được nối thơng với nhau bằng các lị thượng tháo than đào cách nhau theo phương 80 ÷ 100m.
Sau khi đào lò dọc vỉa phân tầng đến giới hạn khai thác phân tầng, người ta tiến hành đào cúp mở lị chợ để khai thác phân tầng đó; cúp mở lị chợ nằm ngang và được đào từ lò dọc vỉa phân tầng sang vách vỉa. Tại lò chợ tiến hành lắp đặt vì chống thuỷ lực để chống giữ gương khai thác.
Mỏ than Bụi đất đá, khí độc hại
(CO2, SO2,NO2...)
Bãi thải Vận chuyển đất đá thải
Lắp điện, nước, các thiết bị trong lị
Khoan nổ mìn
Búa chèn
Chất rắn, bụi, nước thải sinh hoạt của cơng nhân
Đất đá thải đào lị, bụi, nước thải sinh hoạt
Bụi, khí độc hại (CH4, CO...),
nước thải lị có tính axit Bụi than, khí độc hại
(CO2, SO2, NO2...) San gạt mặt bằng SCN và xây
dựng nhà xưởng
Lắp đặt thiết bị đào lò Mỏ than
Đào lị khai thơng
Đào lò chuẩn bị
Lò chợ khấu than
Vận chuyển than nguyên khai Nhà sàng tuyền
Công tác khai thác: trong phạm vi khai thác tiến hành khấu giật từ biên giới khai thác hai cánh về thượng trung tâm. Trong quá trình khai thác sau khi khấu gương sẽ tiến hành hạ trần thu hồi than nóc.
Cơng tác thơng gió: sử dụng thơng gió cục bộ, phương pháp thơng gió đẩy để cấp gió sạch cho gương khai thác.
Cơng tác vận tải: than khai thác từ gương khấu theo máng cào, lò chợ đổ vào máng cào trên lò dọc vỉa phân tầng, qua máng trượt trên thượng tháo
than xuống băng tải treo B65 ở lò dọc vỉa phân tầng dưới sau đó theo các
đường lò vận tải ra mặt bằng cửa lị. Từ đây than được ơtơ chuyển về xưởng sàng của mỏ ở mức +31.
Công tác thốt nước: tầng khai thác lị bằng mức -87 lộ vỉa được mở vỉa bằng lò bằng, do vậy sử dụng sơ đồ thoát nước bằng tự chảy theo rãnh nước ở các đường lị dọc vỉa ra ngồi moong khai thác lộ thiên sau đó được
máy bơm nước của mỏ lộ thiên với năng suất bơm khoảng 1000m3/h bơm
lên mặt bằng.
Bảng 2.5: Sản lƣợng khai thác than và đất bóc mỏ than Khánh Hịa
Năm Than nguyên khai
(tấn) Than tiêu thụ (tấn) Bóc đất (m3) 2001 189523 210621,71 983160 2002 184788 285742,17 1033528 2003 173509 213301,12 1189505 2004 231069 252900 2514098 2005 337956,8 382309,23 2549316 2006 406033,66 445953,32 2629360 2007 514035,46 605500 3856402 2008 562598,96 702052,92 5353823 2009 655383,61 804032,68 4524572 2010 633491,15 810500,6 5972132 Nguồn: [11]
49
* Khai thác mỏ than Núi Hồng
Mỏ than Núi Hồng nằm ở xã Yên Lãng thuộc huyện Đại Từ có bề dày lịch sử khai thác 30 năm. Điều kiện khai thác than ở mỏ Núi Hồng khá thuận lợi. Đây là mỏ than lộ thiên lớn của công ty than Nội Địa. Mỏ chính thức được thành lập và khai thác từ năm 1980. Khi mới thành lập cơ sở vật chất và thiết bị kỹ thuật ban đầu cịn rất thơ sơ, quy mô khai thác nhỏ với công nghệ thủ cơng bán cơ giới, lực lượng lao động có 370 người. Được Liên Xơ giúp đỡ đầu tư thiết kế, trang bị máy móc thiết bị xây dựng mở rộng mỏ theo quy mơ cơ giới hóa. Cơng suất khai thác than đạt từ 100 nghìn đến 300 nghìn tấn/năm sau đó, là 500 nghìn tấn/năm.
Từ năm 1980 - 1990, Than Núi Hồng đã sản xuất và tiêu thụ gần một
triệu tấn than nguyên khai; bóc xúc 1,8 triệu m3 đất đá. Từ năm 1991 - 2000,
Than Núi Hồng đã khai thác và tiêu thụ 2 triệu tấn than nguyên khai, bóc gần
hàng triệu m3 đất đá, tăng gấp đôi so với thời kỳ trước. Từ năm 2001 đến
năm 2010, than Núi Hồng đi vào ổn định sản xuất và phát triển với tốc độ nhanh. Mỏ than Núi Hồng đã khai thác và tiêu thụ 3,33 triệu tấn than nguyên khai, bóc
đất gần 10 triệu m3 tấn đất đá. Mỏ được khai thác theo hình thức lộ thiên.
Hình 2.5: Sơ đồ quy trình và cơng nghệ khai thác than lộ thiên mỏ than Núi Hồng
Mỏ than Khoan nổ mìn Xúc bốc đất đá và than
Sàng tuyển than (thủ công)
Bãi thải Bãi chứa than
Than nguyên khai Vận tải ôtô
Đá thải Than thương phẩm
Công tác mở vỉa của mỏ than Núi Hồng được thực hiện cho từng khu vực độc lập. Hào mở vỉa là các hào trượt, độ dốc trung bình i = 6 ÷ 7% đặt lên trụ các thấu kính than. Khi kết thúc khu khai thác, hào mở vỉa được sử dụng làm đường xuống đổ thải đất đá vào bãi thải trong.
Trình tự đưa các thấu kính, khu vực vào khai thác được tính tốn dựa trên cơ sở sự phân chia, khảo sát các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật từng khu vực rồi so sánh với các tiêu chuẩn để lựa chọn chọn phương án. Trình tự khai thác được tiến hành như sau:
Tiếp tục khai thác thấu kính IA phát triển xuống thấu kính IB, để đạt cơng suất thiết kế.
Thấu kính II: Tổ chức khai thác từ Bắc xuống Nam và đưa vào khai thác kế tiếp thấu kính IB.
Thấu kính III: khai thác từ trên xuống và đưa vào khai thác khi thấu kính II khai thác vượt tuyến XXVII.
Thấu kính I và II có đặc điểm chung là than tập trung chủ yếu trên mặt thấu kính (từ trên mặt đến độ sâu 30m có 84% trữ lượng, cịn lại 16% ở đáy thấu kính) và nền than rất yếu, mùa mưa dễ bị lầy lún. Từ đặc điểm trên nên mỏ sử dụng hai loại hệ thống khai thác sau:
- Thấu kính I và Bắc thấu kính II sử dụng hệ thống khai thác có vận tải đất đá đổ ra bãi thải ngoài và bãi thải trong.
- Trong tương lai tại Nam thấu kính II sử dụng hệ thống khai thác không vận tải đất đá đổ bãi thải trong (máy xúc gầu treo cầu dài, truyền tải đất đá).
Hiện nay, mỏ than Núi Hồng được Công ty đầu tư thêm nhiều thiết bị như máy xúc Cat 330B, Cat 365CL, HITACHI ZX 870, HUYNDAI, Máy xúc
2503, máy xúc dầu E = 1 ÷ 1,2m3, máy gạt T130, máy khoan đập cáp KD-20,
Máy khoan ΠΡ-8, máy ép khí ZUO-51, ơ tơ tự đổ trọng tải 12 tấn KPAZ-256,
máy bơm thoát nước Q = 320m3/h, H = 50mH2O, D.320/50 để đáp ứng được yêu
cầu của kỹ thuật công nghệ khai thác và nâng cao năng suất và sản lượng.
* Khai thác than Làng Cẩm - Phấn Mễ
Mỏ Làng Cẩm và mỏ Phấn Mễ là 2 mỏ thuộc hai huyện khác nhau trực thuộc Công ty gang thép Thái Nguyên. Do nhu cầu sản xuất của công ty
gang thép Thái Nguyên ngày càng nâng cao, mỏ đã được trang bị nhiều thiết bị hiện đại và đến tháng 4 - 2006 thì 2 mỏ sáp nhập làm một và lấy tên là mỏ than Phấn Mễ.
Mỏ than Làng Cẩm: thuộc xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên, mỏ gồm 2 khối: Khối Nam Làng Cẩm và khối cánh chìm Phấn Mễ. Mỏ được khai thác theo phương pháp hầm lò.
Mỏ than Phấn Mễ: thuộc xã Phấn Mễ, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên, gồm 2 khối là khối Bắc Làng Cẩm và khối Phấn Mễ. Mỏ được khai thác theo phương pháp lộ thiên.
Hình 2.6: Sơ đồ quy trình và cơng nghệ khai thác hầm lò mỏ Làng Cẩm
Than Đất đá Đào lị (Khoan nổ mìn + Búa chèn) Bốc xúc (Thủ công) Vận chuyển
(tàu điện, trục dài) Vận chuyển (tàu điện, trục dài)
Bốc xúc (Thủ cơng) Đá thải Đào lị (Khoan nổ mìn + Búa Bãi chứa Sàng tuyển than (Sàng khô)
- Quy trình khai thác mỏ than Làng Cẩm: Mỏ được khai thác theo hình thức hầm lị. Quy trình khai thác hầm lị bao gồm các công đoạn sau:
Công tác mở vỉa và chuẩn bị: Mỏ dùng phương pháp khoan bắt mìn để đào lị mở vỉa than, các thiết bị được sử dụng là búa chèn khí ép IIP-18A, thuốc nổ thường dùng là XB-20, lò trong than được đào bằng máy khoan điện cầm tay EWRO-600. Nổ mìn trong đá và than dùng máy KB1/100M.
Khai thác than: Mỏ Làng Cẩm dùng hệ thống khai thác chia lớp nghiêng, chèn lị tồn bộ bằng tự chảy và nổ phân tầng khai thác than ở lò chợ dùng khoan bắt mìn kết hợp thủ cơng. Hiện tại cơng tác đang gặp khó khăn do điều kiện địa chất của vỉa than thay đổi nên chủ yếu đào lò trong than và khai thác than lộ vỉa.
Công tác bốc xúc và vận tải: đất đá của quá trình đào lị, đào giếng chuẩn bị mở vỉa cũng như than nguyên khai ở gương lị chợ được xúc bốc thủ cơng và vận tải lên bãi chứa trên mặt khai trường bằng tàu điện và trục tải. Toàn bộ đất đá thải kể cả các đá kẹp trong than, sau khi sàng tuyển được bốc xúc bằng máy xúc kết hợp thủ công và vận tải từ mặt khai trường ra bãi thải bằng ô tô tự đổ trọng tải 12 tấn. Than thương phẩm được vận chuyển về khu Gang Thép Thái Nguyên bằng ô tô trọng tải 5 - 12 tấn.
Sàng tuyển than: lượng đá kép lẫn trong than nguyên khai của mỏ Làng Cẩm là 10%, cũng như các mỏ khai thác lộ thiên, mỏ Làng Cẩm cũng dùng phương pháp sàng khô bằng thủ công để tuyển tách đá và lấy than thương phẩm.
Khai thác thủ cơng:
Ngồi các phương pháp khai thác đã nêu, các doanh nghiệp tư nhân hoặc tập thể chủ yếu sử dụng phương pháp khai thác thủ công với những phương tiện đào bới thô sơ như quốc xẻng, xà beng và vận chuyển bằng sức