CHƯƠNG 2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ TRONG KHAI THÁC KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
2.1. Đặc điểm công nghệ khai thác than
Trong thời gian qua, nghành khai thác than nói chung và khai thác than lộ thiên nói riêng không ngừng phát triển về quy mô và công suất khai thác mỏ, nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh và mức độ an toàn lao động, đạt thành tựu nổi bật về kinh tế xã hội.
Qua đánh giá kế hoạch sản xuất than trong những năm qua (từ 1995 – 2005) cho thấy, hàng năm sản lượng khai thác không ngừng tăng với tốc độ tăng trưởng cao, trong đó phải kể đến sản lượng than khai thác bằng phương pháp lộ thiên với tốc độ tăng trưởng bình quân dao động 15 ÷ 20% /năm, cá biệt có năm đến 32%; từ sản lượng 4,983 triệu tấn năm 1994 lên 17,346 triệu tấn năm 2004, năm 2006 là 24 triệu tấn than và 182,3 triệu m3 đất đá. Trong các năm tới đồng thời phải tăng sản lượng khai thác cả lộ thiên và hầm lò trên cơ sở đổi mới công nghệ khai thác.
Trong điều kiện nền kinh tế thị trường, phải giải quyết đồng thời các yếu tố như đảm bảo giá thành khai thác hợp lý với số vốn đầu tư hạn chế trên cơ sở tăng năng suất, sản lượng dựa vào sự đổi mới công nghệ với quy mô phù hợp với tiềm năng kinh tế và trình độ kỹ thuật của từng mỏ.
a. Hệ thống khai thác, đổ thải các mỏ + Hệ thống khai thác:
Các mỏ lộ thiên đang áp dụng hệ thống khai thác dọc, áp dụng công nghệ khai thác với góc dốc bờ công tác khoảng ϕ = 22 ÷ 240. Chiều rộng mặt tầng Bmin = 35÷40 m, chiều cao tầng từ 12 ÷ 15m. Do góc bờ công tác được nâng cao, nên một phần đất đá được đẩy lùi sang giai đoạn sau, chế độ công tác mỏ hợp lý hơn.
+ Công tác đổ thải: Theo kế hoạch khai thác giai đoạn 2006 – 2010 khối lượng đất đá thải của toàn Ngành từ 170 ÷ 180 triệu m3/năm, trong đó tập trung chủ yếu ở các mỏ lớn vùng Hòn Gai, Cẩm Phả, đất đá chủ yếu được đổ ra các bãi thải ngoài.
Tại mỗi vùng đổ thải đang là vấn đề bức xúc, bởi dung tích các bãi thải ngoài còn lại đều hạn chế sử dụng do các nguyên nhân:
• Công tác thiết kế, quy hoạch còn có sự trùng lặp giữa bãi thải của mỏ lộ thiên và mặt bằng các công trình của mỏ hầm lò.
• Khu vực cụm mỏ lộ thiên Hòn Gai có sự đan xen về đổ thải của các mỏ Núi Béo, Hà Tu, Xí nghiệp than 917 và các công trình mỏ Hầm Lò của mỏ Hà Lầm.
• Khu vực Cẩm Phả nơi đổ thải chính của các mỏ Cao Sơn, Đèo Nai, Cọc Sáu là bãi thải Đông Cao Sơn, Nam Đèo Nai, Đông Bắc Cọc Sáu. Dung tích còn lại của các bãi thải trên hạn chế, do khối lượngddaats đá bóc trong những năm qua của 3 mỏ trên tăng từ 1,3 ÷ 1,4 lần so với thiết kế. Bãi thải Đông Cao Sơn chưa được mở rộng theo quy hoạch do ảnh hưởng của các công trình khai thác xung quanh và kho thuốc nổ của Công ty Vật liệu nổ Công nghiệp.
• Các mỏ Khánh Hòa, Na Dương, Phấn Mễ công tác đền bù giải phóng mặt bằng còn gặp nhiều khó khăn, nên ảnh hưởng đến kế hoạch đổ thải hàng năm.
Hiện trạng khai thác, đổ thải ở các mỏ cho thấy nếu không có các giải pháp điều chỉnh kịp thời về quy hoạch, thiết kế thì việc đổ thải của nhiều mỏ những năm tới sẽ không thực hiện được theo đúng kế hoạch. Vì thế trong tương lai cần có những điều chỉnh cụ thể hơn cho xu hướng phát triển ngành khai thác lộ thiên
b. Đối với công tác chuẩn bị đất đá:
+ Công tác khoan: Hiện nay các mỏ lộ thiên lớn như: Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Hà Tu vẫn sử dụng chủ yếu loại máy khoan CБШ – 250 MH đường kính 250 mm, năng suất trung bình từ 40.000 ÷ 50.000 m/năm. Loại máy khoan này cồng kềnh, kém cơ động.
Các mỏ nhỏ và khai trường lộ vỉa của các mỏ hầm lò đang sử dụng loại máy khoan đập cáp, năng suất trung bình 5000 ÷ 6000 m/năm.
Trong các năm qua các mỏ đã đầu tư các loại máy khoan thủy lực đường kính từ 100 ÷ 200 mm. Máy khoan thủy lực có ưu điểm là năng suất và tính cơ động cao, có khả năng leo dốc lớn, khoan nghiên tốt, làm việc tốt ở các tầng chật hẹp và dưới sâu, xử lý mô chân tầng hiệu quả.
+ Công tác nổ mìn: Khâu nổ mìn ở các mỏ lộ thiên lớn hiện nay đề do Công ty Vật liệu nổ Công nghiệp đảm nhận. Công nghệ hiện tại là nổ phi điện, vi sai qua hàng qua lỗ cho hiệu quả phá vỡ đất đá cao, quy mô bãi nổ ngày càng tăng so với trước đây, chất lượng đất đá nỏ mìn chưa đảm bảo yêu cầu. Các loại thuốc nổ và phụ kiện nổ hiện đang sử dụng đều do các Công ty trong nước sản xuất đã góp phần giảm chi phí 1 m3 đất đá. Công tác nạp nổ vẫn còn thủ công.
Công nghệ nổ mìn sử dụng ống nilon trong các lỗ khoan có nước bước đầu được triển khai áp dụng, tuy nhiên còn ở quy mô nhỏ và áp dụng chưa nhiều. Công nghệ này cho phép thay thế một phần thuốc nổ chịu nước đắt tiền bằng loại thuốc nổ không chịu nước rẻ tiền. Đây là bước tiến quan trọng trong công nghệ nổ mìn ở các mỏ lộ thiên đem lại hiệu quả kinh tế cao cho phép tiết kiệm chi phí trung bình 1000 đồng/m3 đất đá (tương ứng giảm từ 18÷21%) so với khi sử dụng thuốc nổ chịu nước.
Công nghệ phá vỡ đất đá bằng máy xới đã được áp dụng tại mỏ Núi Béo và đã mang lại hiệu quả đáng kể.
c. Công tác xúc bốc đất đá
Thiết bị xúc bốc chủ yếu hiện nay gồm các loại máy xúc EKG – 4,6; 5A ; 8I
; 10, tổng số máy xúc hiện có ở các mỏ là 69 chiếc, tại 5 mỏ lộ thiên lớn vùng Quảng Ninh còn 55 chiếc EKG – 4,6; 5A và 8I phần lớn đã hết khấu hao. Do đổi mới về công tác quản lý kỹ thuật đối với thiết bị xúc bốc, và công nghệ khai thác nên năng suất của các máy xúc đã đạt từ 730 ÷ 750 m3/năm.
Từ năm 2000 các mỏ đã có chủ trương đầu tư theo chiều sâu, đưa vào dây chuyền công nghệ xúc bốc các máy xúc thủy lực hiện đại có năng suất cao của các hãng Caterpillar, Komatsu, …. Các mỏ đang sử dụng loại máy xúc thủy lực gầu ngược, gầu thuận: CAT – 5090, CAT – 365BL, CAT-385B, CAT-345, PC-750-6, PC-1250SP-7, EX-750, EX-700, EX450… có dung tích phổ biến từ 1,8 ÷ 12 m3. Năng suất của các máy xúc thủy lực đã đạt được từ 770 ÷ 1.200 ngàn m3/năm.
d. Công tác vận tải
Đường trong mỏ đã có các thiết bị chuyên dụng đảm nhận, mặt đường được lu lèn bằng cơ giới, rải cấp phối, độ dốc dọc của đường từ 6÷8%, chất lượng đường được cải thiện rõ rệt, công tác duy tu bảo dưỡng đường được trú trọng, nên tốc độ xe trên mỏ trung bình từ 18÷20 km/h.
Về thiết bị vận tải từ năm 2000 đến nay các mỏ lộ thiên đã chú trọng đầu tư các loại xe có tải trọng lớn để phù hợp với cự ly vận tải ngày càng xa, khai thác ngày càng xuống sâu. Các xe mới đầu tư có tải trọng phổ biến từ 30÷58 tấn như BelAZ-7522, BelAZ-7548-D7, HD-320, HD-325-6, CAT-769, CAT-773E, …CAT- 777D tỉa trọng 96 tấn. Ngoài ra các Công ty đã đầu tư các xe khung động loại có tải trọng 32 tấn (TEREX-4066, A-35C, A-35D) để vận tải than và đất đá ở các tầng dưới đáy mỏ.
Vận tải than từ khai trường đến xưởng sàng, trạm bun ke trung chuyển chủ yếu các loại ô tô có tải trọng 15÷32 tấn của các hãng Volvo, BelAZ, Huyndai…
Đi đôi với đầu tư đổi mới thiết bị công tác duy tu bảo dưỡng xe máy cũng đã được chú trọng, các sự cố hỏng hóc được sửa chũa kịp thời. Năng suất của vận tải của ô tô ở các mỏ đã tăng lên rõ rệt; mỏ Cao sơn xe BelAZ-7555B từ 489.103 Tkm/
năm (2000) lên 556.103 Tkm/năm (2004); Cọc Sáu xe BelAZ-7522 từ 226.103 Tkm/năm (2000) lên 294.103 Tkm/năm (2004); xe CAT-769C từ 436.103 Tkm/năm (2000) lên 732.103 Tkm/năm (2004).
Tóm lại: Tình trạng kỹ thuật và công nghệ của khai thác lộ thiên hiện nay đã được cải thiện một bước về chất, đang tiếp tục đổi mới dần dần đi vào nề nếp, tiến tới phải đảm bảo quy trình, quy phạm kỹ thuật và phù hợp với yêu cầu của nền kinh tế thị trường.
Hinh 2.1. Sơ đồ công nghệ khai thác các mỏ than lộ thiên