2.1. Các điều kiện địa chất mỏ ảnh hưởng đến công nghệ khai thác
2.1.4. Cấu tạo và tính chất của đá vách
Vách giả là loại vách có chiều dày nhỏ hơn 1,0 m có cấu tạo đất đá mềm yếu, lực kháng nén nhỏ hơn 150 KG/cm2 và nằm sát ngay trên vỉa than. Lớp vách này tự sập đổ ngay sau khi khấu than. Đây là loại vách gây khó khăn cho công tác áp dụng các công nghệ cơ giới hoá khấu than khi sử dụng các loại vì
chống không che kín nóc. Tuy nhiên vách giả th−ờng ít gặp.
Vách giả của các vỉa than (14, 11, 10, 6 và 5) trong khoáng sàng than Hà Lầm chủ yếu là những lớp bột kết, sét kết và sét than mỏng yếu, có chiều dày chỉ vài cm đến vài chục cm, mềm yếu, phân phiến và gắn kết yếu gây dễ sập
đổ khi các công trình đào qua. Các vỉa 13, 9 và 7 không có vách giả.
Theo mức độ bền vững, đá vách đ−ợc phân thành 04 nhóm: bền vững, bền vững trung bình, không bền vững và rất yếu. Chỉ tiêu phân loại là diện tích lộ trần sau khi nổ mìn và thời gian tồn tại ổn định bền vững. Các chỉ tiêu này
đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn đồng bộ thiết bị chống giữ gương khai thác và xây dựng quy trình công nghệ khai thác cơ giới hóa.
Khi áp dụng khấu than bán cơ khí, việc đ−a vì chống ngay vào chống đỡ vách thực hiện khó khăn. Trường hợp này đòi hỏi vách bền vững, tức là cho phép diện tích lộ tương đối lớn và trong một thời gian nhất định.
Khi áp dụng công nghệ cơ khí hoá toàn bộ yêu cầu độ bền của vách đòi hỏi thấp hơn vì máy khấu xong là đẩy vì chống ngay sau đó một thời gian tương đối ngắn hơn.
Theo tính chất sập đổ (đặc điểm tải trọng), đá vách đ−ợc phân thành 03 loại: loại nhẹ, loại trung bình và loại nặng. Chỉ tiêu phân loại là tỷ số giữa chiều dày tập lớp đá vách dễ sập đổ với chiều cao khấu của vỉa than (h/m).
- h/m ≥ 6 ữ 7 - Đá vách nhẹ;
- 3 ữ 4 ≤ h/m < 6 ữ 7 - Đá vách trung bình;
- h/m < 3 ữ 4 - Đá vách nặng.
Theo đánh giá đá vách dễ sập đổ hay có tính chất tải trọng nhẹ và trung bình thuận lợi cho việc áp dụng vì chống thuỷ lực và vì chống cơ giới.
Theo đặc tính điều khiển đá vách đ−ợc phân thành 03 loại: dễ điều khiển, tương đối khó điều khiển và khó điều khiển. Chỉ tiêu phân loại đá vách theo
đặc tính điều khiển là tổ hợp các nhóm loại đá vách trực tiếp và đá vách cơ bản theo mức độ ổn định và tính chất sập đổ đ−ợc thể hiện ở Bảng 2.5.
Bảng 2.5. Phân loại đá vách theo đặc tính điều khiển Loại đá vách
theo đặc tính
®iÒu khiÓn
DÔ
®iÒu khiÓn
Tương đối
khã ®iÒu khiÓn Khã ®iÒu khiÓn
§é bÒn v÷ng
đá vách trùc tiÕp
BÒn v÷ng
BÒn v÷ng trung b×nh
BÒn v÷ng
BÒn v÷ng trung b×nh
Không bÒn v÷ng
RÊt yÕu
BÒn v÷ng
BÒn v÷ng trung b×nh
Khôn g bÒn
v÷ng
RÊt yÕu
TÝnh chÊt sËp
đổ của đá
vách cơ bản
Dễ sập đổ - vách nhẹ
Sập đổ trung bình - vách
trung b×nh
Dễ sập đổ - sập đổ trung
b×nh
Khó sập đổ - vách nặng
Về nguyên tắc, khi khấu bằng máy, việc chống lò phải tạo ra khoảng không gian thoáng tr−ớc g−ơng than, nh−ng mặt lộ vách phải chống càng nhanh càng tốt. Điều này chỉ đ−ợc giải quyết tốt nhất là sử dụng vì chống cơ
khí hoá tự hành.
Khi khấu than với chiều cao khấu lớn hơn 2,2 m việc điều khiển vách càng khó vì sự cố sập lở g−ơng than tăng theo chiều cao khấu. Sự sập lở g−ơng với tần số cao làm giảm tốc độ khấu. Mặt khác sự sập lở gương than thường kéo theo sự sập đổ vách. Lý do này cho ta kinh nghiệm là nên áp dụng máy bào với
độ dày vỉa than nhỏ hơn 2 m, kết hợp với vì chống cơ khí hóa khi vách yếu.
Vách càng yếu chúng ta càng cần phải chọn xà có diện tích đỡ rộng. Loại vì chống tốt nhất hiện nay là vì chống cấu tạo mảng. Các loại vì chống dạng khung cần có lưới thép mới đảm bảo an toàn.
Độ hạ của đá vách phải nhỏ hơn chiều dài hạ xuống cho phép của cột chống, bởi vậy khi lựa chọn kiểu cách vì chống phải nắm đ−ợc quy luật và trị số hạ vách. Tuy vậy ngoài ra cần phải đo đạc áp lực thường xuyên để đảm bảo cột chống không bị nén chết.
Tại khoáng sàng than Hà Lầm, vách trực tiếp chủ yếu là các lớp đá bột kết, cát kết, sét kết và sạn kết có tính bền vững từ rắn chắc trung bình đến rất rắn chắc (Chi tiết đ−ợc thể hiện ở Bảng 2.6).
Bảng 2.6. Chỉ tiêu cơ lý của đá vách trực tiếp các vỉa than Hà Lầm Các chỉ tiêu cơ lý
TT Tên
vỉa Lực kháng nén (KG/cm2)
Tỷ trọng (G/cm3)
Góc nội ma sát
(độ) Độ bền vững 1 V.14 536,53 2,72 31025' BÒn v÷ng trung b×nh 2 V.13 626,67 2,73 32020' BÒn v÷ng trung b×nh 3 V.11 757,96 2,71 32048' BÒn v÷ng trung b×nh 4 V.10 717,69 2,71 33046' BÒn v÷ng trung b×nh 5 V.9 1.206,05 2,69 33010' RÊt bÒn v÷ng 6 V.7 1.178,63 2,68 34024' RÊt bÒn v÷ng 7 V.6 1.015,21 2,70 33057' RÊt bÒn v÷ng 8 V.5 988,91 2,72 33021' RÊt bÒn v÷ng