2.3. Phân tích, đánh giá các công nghệ khai thác vỉa dày, dốc đứng Công ty than Nam Mẫu đã áp dụng
2.3.2. Công nghệ khấu than buồng - th−ợng
Công ty than Nam Mẫu đã áp dụng công nghệ khấu than buồng - lò th−ợng tại khu vực vỉa 7 +200/+250 T.V-:-F.305, sơ đồ công nghệ hình 2.12.
Vỉa 7 +125/+200 T.V-:-F.305 Công ty than Nam Mẫu có chiều dày vỉa thay đổi từ 5 -:- 9 m, trung bình 7m. Than thuộc loại bán antraxit, than cứng, dòn dễ vỡ, có màu đen, ánh kim, cấu tạo phân lớp. Trọng l−ợng thể tích trung bình γ = 1,74 tấn/m3 . Độ dốc vỉa thay đổi từ 45° -:- 80°, trung bình 60°. Đá vách trực tiếp là Acgilit phân lớp mỏng là bột kết, sét kết, sét than có màu đen, có chiều dày thay đổi từ 6 -:- 9m, thuộc loại bền vững trung bình, dễ sập đổ khi khai thác.
Vách cơ bản thường gặp là cát kết, đôi chỗ là bột kết. Cát kết có mầu từ sáng đến xẫm, hạt từ mịn đến thô, chiều dày biến đổi từ 4,5 -:- 21m, đ−ợc đánh giá là tương đối bền vững. Trụ vỉa thường là sét kết lớp mỏng, bột kết đôi chỗ là cát kết.
Phần trữ l−ợng trong khu vực khai thác từ T.V-:-F.305 có chiều dài theo phương 150 m, với trữ lượng địa chất dự tính là 291.230 tấn.
50
Khu vực khai thác đ−ợc giới hạn bởi các đ−ờng lò dọc vỉa thông gió và lò dọc vỉa vận tải và các lò phân tầng, th−ợng blốc với chiều cao tầng trung b×nh 25-:-30m.
Tầng đ−ợc chia thành các khối (block) giới hạn bởi các th−ợng block và các th−ợng thông gió- vận tải của khu vực. Th−ợng thông gió - vận tải đ−ợc đào từ lò dọc vỉa vận tải lên lò dọc vỉa thông gió. Th−ợng ôcck đ−ợc đào từ lò dọc vỉa vận tải lên lò dọc vỉa thông gió (đào từ lò dọc vỉa vận tải lên lò th−ợng TG- VT,
đào từ lò th−ợng TG- VT lên lò dọc vỉa thông gió). Từ th−ợng block đào các lò th−ợng khai thác sau đó tiến hành đào các cúp trụ – vách để tạo buồng khấu.
Để chuẩn bị cho công tác khai thác tiến hành đào các đường lò theo trình tù sau:
- Đào các th−ợng thông gió - vận tải: Lò đào bám vách, khống chế góc dèc α = 25°.
- Đào các th−ợng block: Từ lò dọc vỉa vận tải lên lò phân tầng hoặc từ lò
phân tầng dưới lệ lò phân tầng trên. Lò đào bám vách, khống chế góc dốc α = 25°. Khoảng cách giữa các th−ợng block đ−ợc bố trí phù hợp với ruộng khấu
sao cho chiều dài của các th−ợng khấu L = 25 -:- 30m.
- Đào các lò th−ợng khai thác từ các th−ợng block: Lò đào bám trụ, khống chÕ gãc dèc α = 25°.
- Đào các cúp khai thác từ th−ợng khai thác: Lò đào từ trụ sang vách, khống chế góc dốc α = 18° (Tr−ờng hợp chiều dày vỉa m >7m).
+ Công tác vận tải: Than khấu và hạ trần đ−ợc xúc bốc lên máng tr−ợt tại lò th−ợng khấu và đổ lên máng cào lò dọc vỉa phân tầng và đổ vào máng tr−ợt th−ợng vận tải - thông gió, rót xuống đoàn goòng trên lò dọc vỉa vận tải và đ−ợc tàu điện kéo ra mặt bằng.
+ Công tác thông gió: Thông gió chung cho toàn khu vực đ−ợc thực hiện bằng ph−ơng pháp thông gió hút, trên mỗi phân tầng sử dụng ph−ơng pháp thông
51
gió đẩy bằng các quạt cục bộ và ống gió vải để cung cấp gió sạch cho các gương
đào lò và khai thác.
+ Công tác thoát n−ớc: Trong quá trình khai thác lò chợ, n−ớc chảy xuống lò dọc vỉa phân tầng, th−ợng vận chuyển, lò dọc vỉa vận tải chính ra ngoài.
Hình 2.12. Sơ đồ công nghệ khấu than buồng - lò th−ợng
- Công tác khấu than đ−ợc thực hiện sau khi đào xong các lò th−ợng khấu. Trong một block các thượng được đào tù trên xuống dưới, công tác đào lò thượng khấu phía dưới thượng đang khấu phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu L > 16m ( bằng 02 lần khoảng cách giữa 02 th−ợng khấu).
Trong quá trình thi công đẩy nhanh tốc độ đào lò và khai thác bằng cách khấu đuổi 02 block: Block trên và block dưới liền kề nhưng phải đảm bảo th−ợng block trên luôn v−ợt tr−ớc th−ợng khấu bên d−ới một khoảng tối thiểu L > 20m để việc khai thác block dưới không ảnh hưởng của việc khai thác block trên.
52
Trong mỗi đoạn th−ợng khai thác khấu theo h−ớng từ trên xuống d−ới.
Chiều dài khấu mỗi lần khoan nổ mìn đồng thời 3,5 m/1 lần nổ.
Than trong quá trình khai thác tự tr−ợt trên máng tr−ợt theo độ dốc lò th−ợng khai thác xuống máng tr−ợt ở lò th−ợng block. Sau đó, than đ−ợc chất tải lên goòng 3 tấn ở lò dọc vỉa vận tải mức +125, đ−ợc tàu điện kéo ra ngoài mặt bằng +125 đổ tải theo quy định.
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cơ bản của công nghệ khấu than buồng - lò th−ợng
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Khối l−ợng
1 Chiều dày vỉa trung bình m 7
2 Góc dốc vỉa trung bình độ 60
3 Dung trọng của than T/ m3 1,74
4 Vật liệu chống giữ lò th−ợng Gỗ Φ 14 -:- Φ 16 5 Chiều dài trung bình một th−ợng khai thác m 25-:-30
6 Chiều dài một lần nổ mìn m 3,5
7 Sản l−ợng than đào lò th−ợng Tấn 996
8 Sản l−ợng than khai khấu Tấn 4800
9 Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 tấn than m/103T 12,3 10 Chi phí thuốc nổ cho 1000 T than khai thác kg/103 T 110,8 11 Chi phí kíp nổ cho 1000 T than khai thác cái/103 T 146 12 Chi phí gỗ chống lò cho 1000 T than lò chợ m3 10,4
13 Năng suất lao động T/công 3,5
14 Tổn thất than % 39,4
53
Công ty than Nam Mẫu đã áp dụng hai loại hình công nghệ khai thác vỉa dày, dốc đứng là công nghệ khai thác lò dọc vỉa phá nổ phân tầng, công nghệ khai thác buồng - lò th−ợng. Nhìn chung sau thời gian
áp dụng các công nghệ khai thác này cũng giải quyết một phần lớn những khó khăn trong khai thác vỉa dày, dốc.
Tuy nhiên sản l−ợng than khai thác còn thấp, tổn thất than lớn, mức độ an toàn chưa cao, công tác thông gió, vận tải tương đối phức tạp, chi phí mét lò chuẩn bị lớn, giá thành tấn than lớn tấn than lớn. Các công nghệ này mang tính thủ công không có khả năng cơ giới hoá nâng cao sản l−ợng khai thác.
NhËn xÐt:
- Việc khai thác các vỉa dày, dốc đứng là rất khó khăn và phức tạp cho nên cần đầu t− nghiên cứu hoàn thiện các công nghệ khai thác đang đ−ợc áp dụng hiện nay ở các mỏ hầm lò Việt Nam và nghiên cứu khả năng đ−a công nghệ khai thác mới có hiệu quả kinh tế cao vào áp dụng cho những điều kiện
địa chất cụ thể một cách phù hợp.
- Khai thác bằng các công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng th−ờng gặp khó khăn cho công tác thông gió, chi phí đào và bảo vệ lò lớn. Năng suất lao động thấp, tổn thất tài nguyên lớn, mức độ an toàn ch−a cao. Một số công nghệ nh− công nghệ khai thác cột dài theo ph−ơng sử dụng ph−ơng pháp nổ mìn lỗ khoan sâu.v.v… hiện ch−a đ−ợc áp dụng rộng rãi cho các mỏ hầm lò tại Việt Nam, do đó ch−a đánh giá đ−ợc −u, nh−ợc điểm một cách cụ thể.
- Đối với các loại hình công nghệ khai thác áp dụng tại Việt Nam nh−
công nghệ khấu lò dọc vỉa phân tầng kết hợp máy khoan đ−ờng kính lớn, Công nghệ khai thác vỉa dày - dốc đứng bằng cột dài theo phương dùng dàn chóng cứng, công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng lỗ khoan đ−ờng kính lớn kết hợp nổ mìn lỗ khoan dài, .v.v… không phù hợp với điều kiện địa
54
chất các khu vực vỉa dốc của khoáng sàng Nam Mẫu, do điều kiện địa chất thường không ổn định, chiều dài theo phương ngắn, sơ đồ công nghệ tương
đối phức tạp.v.v…
- Đối với các vỉa than dốc đứng khu vực Nam Mẫu đã áp dụng thử nghiệm các công nghệ khai thác khác nhau nh−: Công nghệ khai thác dọc vỉa phá nổ phân tầng, công nghệ khai thác buồng - lò th−ợng nh−ng
đều ch−a mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật: Năng suất lao động thấp, chi phí cho giá thành sản xuất lớn, tổn thất tài nguyên lớn, mức độ an toàn chưa cao, chi phí xén sửa lò tương đối lớn, chi phí mét lò chuẩn bị lớn.
Để khai thác có hiệu quả phần trữ l−ợng than của các vỉa dày, dốc đứng khu vực Nam Mẫu đòi hỏi phải có công nghệ khai thác khác mang tính hợp lý hơn.
55 Ch−ơng 3
Đề xuất công nghệ khai thác hợp lý và hoàn thiện công nghệ khai thác vỉa dày, dốc đứng
Của công ty than Nam mẫu 3.1. Đề xuất công nghệ khai thác hợp lý.
Với điều kiện địa chất các vỉa dày, dốc đứng trong khoáng sàng than Nam Mẫu có chiều dài trung mỗi khu vực theo ph−ơng kéo dài 100 -:- 150m, chiều cao tầng khai thác theo khai thông các mức hiện tại từ 50 -:- 75m. Độ dốc trong khu vực thay đổi từ 45 -:- 80o, trung bình 60o. Kích thước ruộng mỏ cũng nh− trữ l−ợng địa chất không thuận lợi cho áp dụng cơ giới hoá để khai thác. Công nghệ khai thác dọc vỉa phá nổ phân tầng, công nghệ khai thác buồng - lò th−ợng mà Công ty than Nam Mẫu áp dụng đều ch−a mang lại hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật: Năng suất lao động thấp, chi phí cho giá thành sản xuất lớn, tổn thất tài nguyên lớn, mức độ an toàn chưa cao, chi phí xén sửa lò tương đối lớn, chi phí mét lò chuẩn bị lớn.
Qua các loại hình công nghệ khai thác cho vỉa dày, dốc đứng đã nêu ở trên với điều kiện địa chất các khu vực vỉa dày, dốc đứng trong khoáng sàng than Nam Mẫu, thì công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá
thuỷ lực di động đã áp tại Công ty than Vàng Danh với điều kiện địa chất gần t−ơng tự nh− ở khoáng sàng than Nam Mẫu là hợp lý nhất. Tuy nhiên trong công nghệ này cũng còn một số hạn chế về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế nh−: Tổn thất than còn lớn, chiều cao các phân tầng khai thác không phù hợp với điều kiện vỉa than của Nam Mẫu, chi phí mét lò chuẩn bị lớn, năng suất lao động vẫn thấp, chi phí sản xuất than lớn, các khâu chống giữ lò chợ phức tạp, mức độ an toàn ch−a hoàn toàn cao đặc biệt với sự sập đổ của đá
vách.v.v...
56
Để khắc phục các yếu tố kỹ thuật, sản xuất trên luận văn đề xuất áp dụng công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá khung di động GK/1600/1.6/2.4/HTD. Ngoài ra, công nghệ này còn cố một số −u điểm nh−:
Sơ đồ đào các đường lò đơn giản, có không gian chống giữ lò chợ, tận thu triệt
để hơn tài nguyên, tăng khả năng đảm bảo an toàn trong khai thác, sơ đồ vận tải, công tác thông gió đơn giản hơn, việc bố trí nhân lực và tổ chức sản xuất tương đối đơn giản.
Trong Năm 2010 Công ty than Nam Mẫu hiện tại đã đ−a loại giá khung
di động GK/1600/1.6/2.4/HTD vào sử dụng tại lò chợ V5 +125/+250 T.IIA-:-T.IVA đoạn vỉa dốc để thay thế cho giá GK/2000/1.6/2.4/HT. Trong
thời gian vận hành khấu than lò chợ loại giá khung này cho thấy một số −u
điểm như công tác vận chuyển, lắp đặt tương đối đơn giản, thao tác sang vì
chống, khấu chống gương lò chợ, thu hồi than hạ trần đảm bảo theo yếu cầu thiết kế, công tác sử lý sự cố th−ờng gặp rất linh hoạt...
Nh−ợc điểm của công nghệ này là phải di chuyển và lắp đặt nhiều do chiều dài theo phương khai thác chỉ 100 -:- 150m. Tiết diện đào các đường lò th−ợng thông gió - vận tải, phân tầng phải đảm bảo cho công tác vận chuyển thiết bị.
Loại hình công nghệ này tuy vẫn còn tồn tại những hạn chế nh−ng lại mang lại những thuận lợi cho việc khai thác vỉa dày, dốc đứng. Trước tiên khắc phục đ−ợc những tồn tại của các loại hình công nghệ khai thác mà Công ty than Nam Mẫu đang sử dụng. Ngoài ra loại hình công nghệ này có mức đầu t− không lớn, hạn chế đ−ợc tổn thất tài nguyên. Đồng thời loại hình công nghệ này tương đối đơn giản mà khả năng kỹ thuật hiện tại ở Việt Nam cũng như ở Công ty dễ đáp ứng.
57
3.2. Hoàn thiện công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá
khung di động GK/1600/1.6/2.4/HTD áp dụng cho các vỉa dày, dốc đứng trong khoáng sàng than Nam Mẫu.
Trong quá trình áp dụng công nghệ khai thác dọc vỉa phân tầng, công nghệ khai thác buồng - lò th−ợng với chiều cao của các phân tầng chỉ là từ 6-:- 8 mét để phù hợp với công nghệ khoan, nổ mìn và thu hồi than. Qua thời gian
áp dụng với điều kiện cấu tạo vỉa, đặc tính của vỉa than trong các khu vực vỉa dày, dốc đứng thường là mền, nở rời dễ tụt nở ảnh hưởng không ít tới việc mở bắt mép và thi công các lò phân tầng, các th−ợng block, th−ợng khai thác...
trong thực tế sản xuất đã cố rất nhiều vị trí mở bắt mép lò mới hoặc đang thi công đã bị tụt lò dẫn đến không công được ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống khai thác của khu vực. Đồng thời việc chiều cao phân tầng từ 6-:-8 cũng gây
ảnh hưởng rất nhiều đến việc tổ chức sản xuất giữa các phân tầng thi công
đồng thời, thường thì phải bố trí nhiều mũi đào lò, khấu than trong một khu vực thì mới đảm bảo yêu cầu thiết kế, việc bố trí nhiều mũi thi công trong một khu vực không những gây khó khăn về mặt tổ chức mà còn gây khó khăn về mặt thông gió và vận tải.
Qua phân tích các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thuỷ lực di động tại vỉa 7 khu Tây Vàng Danh, Công ty than Vàng Danh - TKV với chiều cao phân tầng khai thác là 8m, chiều cao khấu 2,2m, chiều cao thu hồi than nóc 5,6m, vẫn còn một số hạn chế nh−: Năng suất lao động còn thấp, sản l−ợng lò chợ thấp, chi phí mét lò chuẩn bị lớn, một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cao.v.v...
Luận văn lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá khung di động GK/1600/1.6/2.4/HTD áp dụng thiết kế khai thác cho vỉa 7 +125/+200 T.V-:-F.400, Công ty than Nam Mẫu. Trong đó lựa chọn chiều cao phân tầng khai thác là 10m, chiều cao khấu 2,2m, chiều cao thu hồi
58
7,8m. Để thuận lợi cho công tác thi công các lò chuẩn bị trong điều kiện địa chất của các khu vực vỉa dày, dốc đứng trong khoáng sàng than Nam Mẫu, tránh tụt lò khi mở và thi công lò chuẩn bị. Đồng thời nâng cao đ−ợc năng suất lao động, tăng sản l−ợng lò chợ, giảm chi phí khai thác tấn than .v.v...