2.3.1. Chuẩn bị khu khai thác, h−ớng khấu và chiều dài lò chợ
Chuẩn bị khu khai thác có ý nghĩa quan trọng về năng suất lò chợ và giá
thành khai thác. Việc lựa chọn khấu đuổi hay khấu dật rất ảnh hưởng đến công tác chuẩn bị. Trong đó các vấn đề: bảo vệ lò, thăm dò trước tài nguyên, tháo khí CH4, điều kiện vi khí hậu ở khu khai thác, tập trung hoá sản xuất, tháo dỡ,
di chuyển và lắp đặt thiết bị khi chuyển diện khai thác là những vấn đề phải quan tâm. Mặt khác việc chuẩn bị các khu khai thác để đ−a vào sản xuất có nghĩa là lập trình tự khai thác các khu duy trì, sao cho việc đào lò chuẩn bị và khai thác nhịp nhàng, việc thông gió, vận tải phải tập trung thuận lợi, tiết diện các đường lò thi công phải đảm bảo đồng bộ với việc lựa chọn công nghệ khai thác. Không nên bố trí các khu duy trì rời rạc, ít liên hoàn gây sự xáo trộn trong thông gió và vận tải khi khu khai thác bằng cơ giới hết trữ l−ợng cần chuyển sang khu khác. Việc bố trí sơ đồ vòng để chuyển tầng hoặc chuyển khu sẽ lợi thế vì một lò chuẩn bị có thể dùng hai lần.
H−ớng khấu th−ờng theo ph−ơng vỉa (khấu đuổi hay giật) là thuận lợi nhất. Điều này càng có lợi khi vỉa càng dốc vì lợi dụng đ−ợc khả năng vận tải trọng lực, thoát n−ớc và thông gió dễ dàng. Mặt khác, khi vỉa thoải từ 10 ữ 200 ta có thể khai thác cột dài theo độ dốc, khấu từ dưới lên hoặc từ trên xuống.
Đối với khoáng sàng than Hà Lầm từ mức -50-:- -300, trữ l−ợng các khu vực có điều kiện vỉa dốc thoải là: 19.159.835 tấn chiếm 19% trữ l−ợng địa chất toàn mỏ, tập trung chủ yếu các vỉa: 7, 11, 10 và 14. Trong đó, vỉa 7 có điều kiện địa chất mỏ khá phù hợp với việc áp dụng công nghệ khấu than cơ giới hóa đồng bộ theo hướng khấu dật. Vỉa 11 do điều kiện vỉa bị uốn nếp theo phương do đó việc áp dụng khấu than cơ giới hóa lò chợ với hướng khấu theo h−ớng dốc hoặc khấu bán xiên là khá phù hợp.
Đối với máy khấu liên hợp và máy bào, chiều dài lò chợ có thể đạt tới 300 m áp dụng vỉa dốc thoải và dốc nghiêng. Chiều dài lò chợ đ−ợc quyết định bởi phương pháp mở vỉa và chuẩn bị ruộng than, công suất bộ truyền động của thiết bị khấu và thiết bị vận tải, khả năng bền của các hệ thống xích kéo vì
chiều dài càng lớn ma sát càng lớn. Đối với vỉa mỏng nên chọn chiều dài lò chợ lớn nhất là 250 m, cùng với việc gia tăng tốc độ khấu. Hiện tại mỏ Hà Lầm đang tập trung đào lò mở vỉa và chuẩn bị cho phần dưới mức -50. Do đó việc tăng chiều dài lò chợ là có thể thực hiện đ−ợc. Khi cơ giới hoá toàn bộ công nghệ lò chợ, chiều dài lò chợ nên là 200 m để đảm bảo hiệu quả đầu t−.
Tr−ớc mắt Công ty, có thể thử nghiệm với chiều dài lò chợ 60 ữ 100m áp dụng sơ đồ công nghệ khấu than cơ giới hóa đồng bộ máy khấu liên hợp và dàn chống tự hành.
2.3.2. Điều kiện về hệ thống vận tải
Hệ thống vận tải trong lò phải đồng bộ với công nghệ khai thác, để các công nghệ khai thác thực sự có hiệu quả thì hệ thống vận tải từ lò chợ ra đến ngoài mặt bằng phải đồng bộ và thông suốt liên tục, đảm bảo năng lực vận tải,
đối với các lò chợ áp dụng cơ giới hoá thiết bị vận tải lò chợ không chỉ có vai trò vận tải nh− lò chợ bình th−ờng mà nó có liên hệ mật thiết với máy khấu, thiết bị chống lò, nó phải linh động uốn dễ dàng, phù hợp với bước khấu ở g−ơng. Số lần đẩy máng cào trong lò chợ khi sử dụng máy bào gấp 8 ữ 12 lần so với lò chợ máy liên hợp. Thiết bị vận tải trong lò chợ còn có chức năng điều chỉnh hướng khấu của thiết bị khấu khi vỉa có độ uốn lượn phức tạp. Máng cào phải chịu đ−ợc lực kéo lớn, nhất là khi dốc nghiêng.
Việc chọn tốc độ thiết bị vận tải cần phải hài hoà với tốc độ khấu, với tiết diện máng phù hợp, tăng thời gian tận dụng thiết bị, tăng công suất lò chợ và giảm giá thành cho 1 tấn than.
Mặt khác, l−ợng than khấu ra quyết định tiết diện cần thiết của máng cào.
L−ợng than này phụ thuộc vào chiều cao khấu và chiều sâu khấu và cần đ−ợc máng cào chuyển tải ngay.
Hiện nay, tại một số mỏ hầm lò vùng than Quảng Ninh đang áp dụng
đồng bộ máy khấu liên hợp với máng cào:
- Lò chợ II - 8 -2 Khu Giếng Vàng Danh - Công ty Cổ phần Than Vàng Danh áp máy khấu liên hợp MB 12-2V2P/R-450E với máng cào đồng bộ DSS- 260.
- Lò chợ 13.1A-3 Công ty TNHH MTV Than Khe Chàm áp máy khấu liên hợp MG-150/375-W với máng cào đồng bộ SGZ630/2x110.
2.3.3. Điều kiện vì chống ở lò chợ
Thời gian dựng vì chống sát g−ơng phụ thuộc vào khả năng treo của vách.
Với điều kiện vách yếu thì thời gian lộ vách ≤ 30 phút. Nh− vậy, sử dụng vì
chống cơ khí hóa sẽ thuận lợi hơn là vì chống đơn. Khi dùng vì chống cơ khí hoá tự hành, việc di chuyển các đoạn vì chống cùng với máng cào sẽ thuận lợi hơn rất nhiều so với vì chống đơn và giá thuỷ lực. Đây là −u điểm lớn nhất của vì chống cơ khí hoá đồng bộ với máng cào và máy khấu, tạo điều kiện thuận lợi cho khấu than và chống giữ mọi loại vách rất an toàn.
Đối với điều kiện khu mỏ phần d−ới mức -50 mỏ than Hà Lầm, vì chống kim loại bị hạn chế ở phạm vi góc dốc nhỏ hơn 350. Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả thì công nghệ cơ giới hoá đồng bộ nên đ−ợc giới hạn ở góc dốc < 350. Khi góc dốc > 350, có thể sử dụng các loại vì chống cơ khí hoá có giằng chống tr−ợt chuyên dùng. Loại vì chống này đi với máy khấu áp dụng cho điều kiện
500
α ≤ . Khi α >500, sử dụng máy khấu theo vỉa dốc đứng chuyên dùng sẽ kinh tế hơn, vì khi đó việc chống thông thường không áp dụng được.
2.3.4. Điều khiển áp lực
Điều khiển áp lực mỏ có ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn các công nghệ khai thác, chống giữ. Khi áp dụng khấu than bằng cơ giới hoá điều khiển
áp lực mỏ phụ thuộc vào:
- Độ kiên cố của vách, trong đó các lớp đá của vách giả và vách trực tiếp có ý nghĩa quyết định.
- Độ lớn của áp lực mỏ.
- Đặc điểm và tính năng kỹ thuật của vì chống lò chợ đi kèm với thiết bị khÊu.
Ba yếu tố này liên quan mật thiết với nhau làm tăng hiệu quả của việc khấu than. Riêng áp lực mỏ ở lò chợ, liên quan đến khấu than cơ giới hoá.
Ng−ời ta phân ra điều kiện áp lực cao và điều kiện áp lực thấp.
áp lực gây ra sự nứt của vách dẫn đến sự đổ sớm trước khi chống của luồng sát g−ơng. áp lực làm cho sự dịch chuyển các phần lò chợ không bằng nhau, ở nơi có khe nứt xuất hiện sự tạo bậc của vách (hai phần dịch chuyển không bằng nhau) hình thành các khối đá hình nêm dễ đổ xuống gương lò. áp lực lớn sẽ tạo ra sự sập lở gương than, nguyên nhân là khi vách trực tiếp không đổ ngay hoặc không lấp đầy khoảng trống đã khai thác làm phần lớn trọng l−ợng của địa tầng chuyển về trước gương than, làm cho áp lực tựa lớn, vượt quá độ bền nén giới hạn của than. Đối với máy khấu sự sập đổ gương than cục bộ làm cản trở máy khấu và máng cào. áp lực lớn làm cho vách dễ đổ do v−ợt quá giới hạn bền, đồng thời tăng sự lún của vì chống xuống nền lò, nhất là khi dùng vì chống đơn. Khi vách yếu, bị vò nát, thì áp lực lò chợ lớn hơn khi vách ổn định. Lý do là vòm áp lực ở vách yếu cao hơn. Khi vách trực tiếp không lấp đầy và đổ sớm thì áp lực là yếu tố
để chọn đúng loại vì chống cho lò chợ dùng máy khấu cơ khí. Trong thực tế, ng−ời ta phân loại áp lực mỏ lên vách nh− Bảng 2.14.
Với giá trị áp lực mỏ 40 MPa ứng với độ sâu khai thác (tuỳ theo tỉ trọng trung bình của địa tầng) từ 350 ữ 500 m. Giới hạn kháng nén của vách < 40 N/mm2 ứng với các loại sét kết mềm, than, đất yếu; > 40 N/mm2 ứng với các loại sét kết cứng, cát kết v.v. Điều kiện ứng dụng tại CHLB Đức đã đ−ợc Irresberger tổng kết ở Bảng 2.15.
Bảng 2.14. áp lực mỏ tác dụng lên vách trực tiếp
áp lực trong lò chợ
§é bÒn nÐn mét
trục của vách < 40 MPa > 40 MPa
< 40 N/mm2 Tr−ờng hợp 1: Vách ở lò chợ tạo bậc (tạo khớp nhấp nhô ở nơi mặt yếu)
Tr−ờng hợp 2:
Vách dễ đổ
> 40 N/mm2 Tr−ờng hợp 3: Tạo bậc và dịch chuyển mạnh
Tr−ờng hợp 4:
Vách dễ sập đổ
Bảng 2.15. Giá trị thực tế sản xuất đối với điều khiển áp lực Tr−ờng hợp 1: Pct > 300 kN/m2
L0 < 50 cm T < 30 min
Tr−ờng hợp 2: Pct > 250 kN/m2 L0 < 100 cm
T ⋜ 60 min Tr−ờng hợp 3: Pct > 250 kN/m2
L0 < 100 cm T < 60 min
Tr−ờng hợp 4: Pct > 300 kN/m2 L0 < 50 cm
T < 30 min
Ghi chú: Pct- Lực chống yêu cầu; L0- Khoảng cách đầu xà đến gương than không cần chống ; T- Thời gian cho phép của mặt lộ vách từ khi khấu đến khi phải đ−a vì chống vào.
Trong quá trình khai thác cần tiến hành đo đạc áp lực mỏ để xác định chế
độ làm việc của vì chống lò chợ và đảm bảo lò chợ hoạt động bình thường.
2.3.5. Một số yêu cầu kỹ thuật - công nghệ khác
- Vấn đề năng l−ợng: Năng l−ợng cung cấp cho các thiết bị khai thác phải
đảm bảo đáp ứng đ−ợc mức năng l−ợng điện cho từng loại, mức độ áp dụng công nghệ cơ giới hoá thì càng đòi hỏi cung cấp năng lượng tương đối lớn từ 100 kW (2 x 50 kW) đến 700 kW (2 x 350 kW) cộng với năng l−ợng cho thiết bị vận tải từ 150 (2 x 75) đến 1200 kW.
- Vấn đề bảo đảm độ cục: Khai thác bằng cơ giới sẽ đ−a lại độ cục nhỏ hơn nổ mìn. Khai thác bằng máy bào có độ cục tốt hơn máy liên hợp. Độ cục liên quan đến giá trị kinh tế của than, đến mức độ sinh bụi, đến hiệu quả tuyển, tổn thất than trong lò chợ. Việc tăng độ cục trong khi bào nhờ tăng độ sâu bào qua việc chọn công suất máy cao, chọn loại răng th−a và luồn xích hệ kín không cho xích bào vào than là các biện pháp tăng độ cục. Một sự kết hợp cần thiết giữa máy bào và búa chèn đối với nơi có than cục nhiều sẽ cho l−ợng than cục không nhỏ, bởi vì l−ỡi bào khấu phần d−ới của g−ơng, còn búa chèn - phần gương sát vách. Nếu khe nứt dày, khi bào than ta vẫn thu được độ cục lớn với tỉ lệ không kém nổ mìn, nh−ng nhỏ hơn khi dùng combai. Sự tham gia của đất đá
mịn vào than làm tăng độ tro. Tuy nhiên, nếu tại nhà sàng ta loại bớt đ−ợc đá
cục nhỏ thông qua nhặt thủ công, thì sẽ hạn chế đ−ợc sự pha tạp này.
- Khấu than bằng cơ giới hoá nói chung sẽ tạo ra nguồn bụi do than mịn nhiều, nhất là khi khai thác các vỉa than khô. Cần phải có hệ thống làm ẩm than trong hầm lò, đồng thời cũng cần có hệ thống lọc nước sạch để cung cấp cho các vòi phun s−ơng và t−ới của máy khấu trong lò chợ. N−ớc phải đ−ợc xử lý để có độ pH = 6,0 đến 7,5 để chống ăn mòn ống và thiết bị.
- Điều kiện tuyển cỡ hạt >10 mm khá đơn giản, còn với các cỡ hạt <10 mm sẽ rất khó khăn, một phần than mịn dễ trôi theo n−ớc tuyển huyền phù ra ngoài.
- Điều kiện về thoát khí CH4: Khi khấu than bằng cơ giới hóa, do tiến độ dịch chuyển g−ơng lò chợ gia tăng, hiện t−ợng thoát khí tự nhiên sẽ suy giảm, vì vậy cần tổ chức thông gió tích cực hơn cho các lò chợ.
2.3.6. Yêu cầu tổ chức, đào tạo nhân lực
Công nghệ khai thác trên Thế giới ngày càng phát triển đến mức độ cơ
giới hoá khai thác, vấn đề về tổ chức đào tạo nguồn nhân lực để tiếp cận với các công nghệ khai thác tiên tiến và đề xuất áp dụng một cách phù hợp với
điều kiện địa chất – mỏ và điều kiện công nghệ của mỏ là việc làm phức tạp, khối l−ợng thiết bị lớn và hiện đại, do vậy muốn thành công phải có đội ngũ cán bộ lãnh đạo, công nhân phải có đủ trình độ, sức khoẻ, nghị lực, biết tổ chức quản lý. Kinh nghiệm thực tiễn cho thấy muốn thành công phải cần các
điều kiện sau:
- Thành lập ban lãnh đạo thực hiện cơ giới hoá khai thác, xác định điểm lập dự án và xin phê duyệt, lập ra kế hoạch thực thi, tổ chức khảo sát, tham quan, bố trí người tham gia đào tạo, chuẩn bị vốn đầu tư và chỉ đạo công việc chuẩn bị cho thực hiện dự án thật tốt.
- Mỏ đ−ợc thực hiện cơ giới hoá khai thác thì phải có một lãnh đạo phụ trách chung công việc, điều hành công việc hàng ngày, tổ chức lực l−ợng, giải quyết những khó khăn và không ngừng đúc rút kinh nghiệm để việc thực hiện cơ giới hoá khai thác đ−ợc thành công.
- Tổ chức nghiên cứu và học tập khoa học kỹ thuật kết hợp với thực tế.
Những người làm công tác nghiên cứu phải phụ trách về công việc đo đạc áp lực mỏ. Thông qua các chuyên đề nghiên cứu tìm ra các thông số kỹ thuật tối
−u, giúp đỡ các đơn vị sản xuất, không ngừng nâng cao chất l−ợng sử dụng thiết bị cũng nh− sản l−ợng khai thác. Còn bộ môn đào tạo có trách nhiệm đào tạo cho những ng−ời sử dụng thiết bị cả về lý thuyết với thực hành không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn cho công nhân khai thác.
- Triển khai công tác giao lưu tin tức kỹ thuật với nước ngoài. Mời chuyên gia nước ngoài đến hướng dẫn và chỉ đạo kỹ thuật, đồng thời cử người
đi nước ngoài thực tập thao tác, sửa chữa và trung đại tu thiết bị. Đào tạo một
đội ngũ cán bộ công nhân kỹ thuật lành nghề, không những mạnh về lý thuyết mà còn giỏi về tay nghề, có thể đảm nhiệm công tác kỹ thuật cho các lò chợ cơ giới hoá.
- Đào tạo kỹ s− khai thác của lò chợ combai biết lập ra quy trình kỹ thuật,
định mức lao động, biết vẽ các biểu đồ cập nhật và biết chuyên môn quản lý kỹ thuật khai thác cũng nh− sử dụng thiết bị.
- Người chỉ huy trực tiếp công việc cơ giới hoá là quản đốc phân xưởng khai thác. Do vậy việc đào tạo quản đốc phải là toàn diện, ngoài việc hiểu biết kỹ thuật máy móc thiết bị ra còn phải nắm đ−ợc mối quan hệ của từng khâu sản xuất, biết chỉ huy và điều khiển sản xuất, cân bằng đ−ợc quan hệ giữa các khâu công việc, giải quyết tốt các mâu thuẫn giữa kỹ thuật và công nghệ. Do vậy việc đào tạo quản đốc là một công việc tối quan trọng, là hàng đầu của việc đào tạo.
- Người thợ lái máy khấu phải có trình độ văn hoá và nắm được chuyên môn, tính năng máy móc, thao tác điều khiển máy thuần thục, biết xử lý cho tốt mối quan hệ giữa máy khấu với máng cào vận chuyển cũng nh− giá chống, có thể xử lý đ−ợc một số trục trặc của thiết bị, đảm bảo thiết bị hoạt động tốt, giữ đ−ợc an toàn cho thiết bị và ng−ời.
- Những người đựơc đào tạo thực sự phải kỹ càng, kỹ thuật chuyên môn phải thấu hiểu, phải nhận thức đ−ợc công tác đào tạo kỹ thuật là một khâu quan trọng của cả chiến l−ợc cơ giới hoá.
- Thợ sửa chữa phải có kinh nghiệm thao tác, có năng lực xử lý sự cố máy, có nhiệm vụ thay thế phụ tùng máy móc và trung đại tu máy, phải biết tháo lắp toàn bộ máy móc, có tay nghề thực hành giỏi và lý thuyết vững vàng.
- Thợ vận hành máng cào, giá chống thuỷ lực, máy chuyển tải, băng tải
điều khiển chiều dài, trạm biến thế di động cũng nh− trạm bơm dung dịch nhũ hoá ngoài công việc thao tác vận hành máy móc ra còn phải biết cách xử lý sự cố máy.
- Thực hiện chế độ định mức nhân công và định mức lao động, giảm thiểu công nhân cần thiết, phân công cụ thể c−ơng vị sản xuất từng ng−ời trong lò chợ combai. Xác định số người làm việc định mức mỗi ca và tính lương sản phẩm đảm bảo sao cho công việc làm khác nhau thì hưởng lương khác nhau, công việc làm càng phức tạp thì h−ởng l−ơng càng cao.
- Thực hiện việc khống chế giá thành cơ giới hoá sản xuất phân chia giá
thành cho từng công việc, từng đầu ng−ời. Công ty trả l−ơng khoán cho phân x−ởng, phân x−ởng sẽ trả l−ơng khoán cho tổ sản xuất, tổ sản xuất trả l−ơng khoán cho công nhân. Từng cấp đều có trách nhiệm với nhau, mỗi công đoạn
đều phải hoàn thành định mức giá thành đ−ợc quy định.