Để khai thác các vỉa dày, thoải và nghiêng, các công ty than hầm lò thường áp dụng các hệ thống khai thác : chia các lớp nghiêng khấu lần lượt các lò chợ lớp vách xuống lớp trụ; chia lớp nghiêng khai thác lò chợ lớp vách, khai thác lò chợ lớp trụ hạ trần than lớp giữa; khai thác toàn bộ chiều dầy vỉa bằng lò chợ lớp trụ, hạ trần than nóc; cột dài theo phương lò chợ tầng; liền gương lò chợ tầng. Phương pháp khấu than chủ yếu bằng khoan nổ mìn, mức độ cơ giới hóa thấp, tập trung chủ yếu ở khâu vận tải và bốc rót than. Các khâu công nghệ chính như đào lò, khấu than, chống giữ lò chợ chưa được cơ giới hóa ở mức độ cần thiết. Tuy nhiên, vài năm trở lại đây, các công ty than hầm lò đã bắt đầu phát triển các loai vì chống thủy lực (cột thủy lực đơn, giá thủy lực và giá khung di động), đồng thời phát triển thêm các lò chợ bán cơ giới, cơ giới hóa đồng bộ, bước đầu cho kết quả tốt.
Căn cứ vào đặc điểm điều kiện địa chất của khu vực, hiện trạng việc áp dụng các hệ thống khai thác để tiến hành khai thác các vỉa than dày, dốc thoải và nghiêng tại Việt Nam, để khai thác vỉa 7 đồ án đề xuất các phương án hệ thống khai thác áp dụng như sau :
Phương án 1: Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi than lớp vách.
Phương án 2: Hệ thống khai thác liền gương,lò chợ bám trụ, phá hỏa thu hồi than lớp vách.
III.2.1. Hệ thống khai thác cột dài theo phương lò chợ tầng bám trụ thu hồi than nóc:
III.2.1.1. Công tác chuẩn bị (Hình III.1)
Bản chất của hệ thống khai thác cột dài theo phương là công tác chuẩn bị và công tác khấu than được tiến hành nối tiếp. Hướng dịch chuyển của gương lò chợ từ biên giới về trung tâm ruộng mỏ.
Xuất phát từ lò bằng xuyên vỉa +125 và lò xuyên vỉa +55, để chuẩn bị cho hệ thống người ta tiến hành đào cặp lò dọc vỉa vận tải của tầng và lò dọc vỉa thông gió của tầng về hai phía của ruộng mỏ. Sau khi đào các lò dọc vỉa ra đến biên giới của ruộng mỏ, ta tiến hành mở lò cắt. Từ lò cắt ta tiếp tục đào lò song song và họng sáo. Nếu lò cắt được mở rộng thành buồng lắp ráp thì sẽ trở thành lò chợ , việc bắt đầu ra than. Hướng dịch chuyển của lò chợ từ biên giới ruộng mỏ về trung tâm.
III.2.1.2. Vận tải
Than ở lò chợ được vận chuyển xuống lò dọc vỉa vận tải tầng qua họng sáo → lò dọc vỉa vận tải → xuyên vỉa vận tải → giếng chính → ra ngoài.
III.2.1.3. Thông gió
Gió sạch từ ngoài → giếng phụ → xuyên vỉa vận tải → dọc vỉa vận tải
→ đi vào lò chợ . Sau đó gió bẩn thoát từ lò dọc vỉa thông gió → xuyên vỉa thông gió → giếng chính → ra ngoài .
III.2.1.4. ưu nhược điểm của hệ thống khai thác
* Ưu điểm:
- Việc đào các đường lò dọc vỉa vận chuyển và thông gió đến biên giới của ruộng mỏ có điều kiện thăm dò lại vỉa và bổ sung thêm tài liệu địa chất, do đó công tác khai thác lò chợ chủ động và ít gặp sự cố về điều kiện khai thác, địa chất.
- Mạng các đường lò chuẩn bị được đào trước, sau đó mới tiến hành khai thác, do đó công tác khai thác và chuẩn bị không bị ảnh hưởng lẫn nhau.
- Các đường lò chuẩn bị nằm trong khối than nguyên nên áp lực đất đá xung quanh tác dụng lên các đường lò chuẩn bị nhỏ và ổn định do đó chi phí bảo vệ cho các đường lò thấp. Luồng gió đi qua lò chợ tuân theo thiết kế, hạn chế được tối đa hiện tượng rò gió.
- Có thể thu hồi một phần than bảo vệ trụ trên lò thông gió khi lò chợ đã đi qua nên tăng được hệ số thu hồi than.
* Nhược điểm:
- Thời gian ra than lâu vì phải đào mạng lò chuẩn bị đến biên giới khai thác.
- Đầu tư ban đầu lớn, do khối lượng các đường lò chuẩn bị ban đầu lớn.
III.2.2. Hệ thống khai thác liền gương lò chợ tầng bám trụ thu hồi than nóc:
III.2.2.1 Công tác chuẩn bị (Hình III.2)
Bản chất của hệ thống khai thác liền gương là công tác chuẩn bị và khấu than ở lò chợ được tiến hành đồng thời. Gương lò chuẩn bị và gương lò chợ cùng hướng tiến từ trung tâm ra biên giới. Gương lò dọc vỉa vận tải luôn vượt trước gương lò chợ một khoảng tối thiểu là 50m, với mục đích trao đổi goòng, dồn toa, chất tải than ở lò chợ và đào lò dọc vỉa vận chuyển.
Xuất phát từ đường lò xuyên vỉa người ta tiến hành đào lò dọc vỉa của tầng và lò song song về 2 cánh của ruộng mỏ hoặc của khoảnh, các đường lò được nối thông với nhau bằng các họng sáo. ở mức thông gió đào lò dọc vỉa thông gió, lò song song và các đường lò được nối thông với nhau bằng họng sáo. Để chuẩn bị mở lò chợ, sau khi các đường lò dọc vỉa ở mỗi cánh đã đào cách lò xuyên vỉa theo phương khoảng 30 ÷ 40m.
người ta đào thượng cắt nối lò dọc vỉa vận tải và lò dọc vỉa thông gió mở lò chợ để mở lò chợ ban đầu. Hướng dịch chuyển của lò chợ từ trung tâm ruộng mỏ ra biên giới ruộng mỏ.
III.2.2.2 Vận tải
Than từ lò chợ được vận chuyển bằng máng trượt qua họng sáo xuống lò dọc vỉa vận tải của tầng → chất lên goòng theo đường lò xuyên vỉa ra sân giếng → ra ngoài.
III.2.2.3 Thông gió
Gió sạch từ ngoài → giếng phụ → lò xuyên vỉa vận tải → dọc vỉa vận tải
→ đi vào lò chợ → Gió bẩn được thoát ra từ lò dọc vỉa thông gió → xuyên vỉa thông gió
→ giếng chính .
III.2.3 Lựa chọn hệ thống khai thác
Để tiến hành lựa chọn hệ thống khai thác hợp lý cho vỉa, tiến hành phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án trên :
Bảng III.1: Bảng so sánh 2 phương án ST
T
Chỉ tiêu so sánh
HTKT liền gương lò chợ tầng bám trụ thu hồi than nóc.
HTKT cột dài theo phương lò chợ tầng bám
trụ thu hồi than nóc.
1
Khả năng thăm dò địa chất
Không có khả năng thăm dò vì đường lò đào đồng thời việc khấu than
Có khả năng thăm dò vì đường lò đào xong mới tiến hành khấu than
2 Khối lượng đào lò
Khối lượng đào lò ban đầu nhỏ nên chi phí ban đầu nhỏ
Khối lượng đào lò ban đầu lớn nên chi phí ban đầu lớn
3
Thời gian đưa mỏ vào sản xuất
Do việc khai thác được tiến hành đồng thời với việc đào lò chuẩn bị nên thời gian đưa mỏ vào sản xuất nhanh
Do việc khai thác tiến hành nối tiếp sau khi đào lò chuẩn bị nên thời gian đưa mỏ vào sản xuất chậm
4 Chi phí bảo về đường lò
Do đường lò tồn tại trong khu vực đã khai thác nên chi phí bảo vệ lớn
Do đường lò tồn tại trong khối than nguyên nên chi phí bảo vệ nhỏ
5 Mức độ rò gió Nằm trong vùng đã khai thác nên rò gió nhiều
Nằm trong vùng chưa khai thác nên rò gió ít
6 Điều khiển áp
lực áp lực lớn và phức tạp áp lực nhỏ và đơn giản
*Nhận xét: Qua việc so sánh kỹ thuật của hai phương án. Việc chọn hệ thống khai thác cột dài theo phương là hợp lý nhất. Do vậy để áp dụng hệ thống khai thác cho khu khai thác, ta chọn “Hệ thống khai thác cột dài theo phương lò chợ tầng bám trụ hạ trần thu hồi than nóc”.