Thông tin Khoa học công nghệ mỏ - Số 5/2019

Tóm tắt: Với các lò chợ dài, tổn thất công nghệ phổ biến ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ). Vì vậy vấn đề đặt ra là cần thiết phải có giải pháp giảm tổn thất than tại các khu vực dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, đặc biệt là giải pháp cho phép khai thác tối đa trữ lượng than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị. 1. Đặt vấn đề Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 403/QĐ-TTg ngày 14/3/2016 (sau đây gọi tắt là Quy hoạch 403), một trong các mục tiêu chiến lược quan trong được đặt ra là giảm tổn thất tài nguyên trong khai thác than nói chung, khai thác hầm lò nói riêng. Cụ thể là “Phấn đấu đến năm 2020 giảm tỷ lệ tổn thất khai thác bằng phương pháp hầm lò xuống khoảng 20% và dưới 20% sau năm 2020” [5]. Công nghệ khai thác đang áp dụng tại các mỏ hầm lò hiện nay có thể được quy về hai dạng chính là (1) gương lò ngắn (ngang nghiêng, dọc vỉa phân tầng, buồng thượng, đào lò lấy than) áp dụng cho vỉa than có góc dốc lớn (trên 45°) hoặc tận thu tại các khu vực vỉa có điều kiện phức tạp, nhỏ lẻ, phân tán; và (2) lò chợ dài khấu theo phương vỉa, áp dụng cho các khu vực vỉa có góc dốc đến 45°. Thực tế, sản lượng khai thác bằng công nghệ gương lò ngắn (tổn thất công nghệ phổ biến từ 30÷40%, khó có giải pháp điều chỉnh giảm) chỉ đóng góp khoảng 12 ÷ 15% tổng sản lượng than hầm lò hàng năm của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), phần còn lại được đảm nhiệm bởi các lò chợ dài. Tuy nhiên, ngay với các lò chợ dài, tổn thất công nghệ cũng đang phổ biến ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ). Qua đó có thể thấy, để đạt được mục tiêu theo Quy hoạch 403, cần thiết phải có giải pháp giảm tổn thất than tại các khu vực dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, đặc biệt là giải pháp cho phép khai thác tối đa trữ lượng than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị.

pdf64 trang | Chia sẻ: thanhle95 | Ngày: 13/07/2021 | Lượt xem: 11 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thông tin Khoa học công nghệ mỏ - Số 5/2019, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Sè 5/2019 Kû niÖm 47 N¨m Ngµy thµnh lËp ViÖn Khoa häc C«ng nghÖ Má - Vinacomin 24/10/1972 - 24/10/2019 SỐ 5/2019 ISSN 1859 - 0063 BAN BIÊN TẬP Tổng biên tập: TS. ĐÀO HỒNG QUẢNG Phó Tổng biên tập: TS. LƯU VĂN THỰC Thư ký thường trực: KS. ĐÀO ANH TUẤN Các ủy viên: TS. TRẦN TÚ BA TS. NHỮ VIỆT TUẤN ThS. HOÀNG MINH HÙNG TS. ĐÀO ĐẮC TẠO TS. TẠ NGỌC HẢI TS. LÊ ĐỨC NGUYÊN ThS. PHẠM CHÂN CHÍNH Trình bày bìa: KS. ĐÀO ANH TUẤN TÒA SOẠN Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Số 3 Phan Đình Giót - Hà Nội Điện thoại: 84-024-38647675 Fax: 84-024-38641564 Email: phongthongtinkhoahoc@yahoo.com.vn Website: www.imsat.vn GIẤY PHÉP XUẤT BẢN số 58/GP-XBBT ngày 26/12/2003 của Cục Báo chí Bộ Văn hóa và Thông tin MỤC LỤC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ Tác giả Trang Khai thác lò chợ không để lại trụ than bảo vệ lò chuẩn bị - kinh nghiệm trên thế giới và tiềm năng ứng dụng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. ThS. Đinh Văn Cường TS. Nguyễn Anh Tuấn PGS.TS. Trần Văn Thanh 1 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN Các giải pháp công nghệ đổ thải hợp lý đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường sinh thái đối với các mỏ than khoáng sản Việt Nam. TS. Lưu văn Thực, TS. Đoàn Văn Thanh 10 CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Đánh giá hiện trạng bảo vệ môi trường trong khai thác, tuyển quặng bauxit và sản xuất alumin tại Lâm Đồng và Đăk Nông. TS. Lê Bình Dương 18 Nghiên cứu, đánh giá thực trạng và đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả cho các trạm xử lý nước thải mỏ than thuộc TKV. Ths. Nguyễn Tiến Dũng TS. Bùi Thanh Hoàng TS. Nguyễn Văn Hậu 27 Giải pháp kiểm soát phát thải khí mê tan trong khai thác than hầm lò ở Việt Nam TS. Nhữ Việt Tuấn, TS. Bùi Việt Hưng, TS. Nguyễn Minh Phiên 33 AN TOÀN MỎ Bụi mỏ và giải pháp ngăn ngừa bụi trong mỏ than hầm lò TS. Bùi Việt Hưng, ThS. Phạm Hữu Hải, TS. Phùng Quốc Huy 39 MÁY VÀ THIẾT BỊ MỎ Hoàn thiện thiết kế chế tạo giàn mềm gm 20/30, sản xuất công nghiệp cho các mỏ hầm lò TS. Đào Hồng Quảng Ths. Đoàn Ngọc Cảnh Ths. Nguyễn Hải Long Ths. Đặng Văn Phôi 45 Thiết kế, chế tạo thử nghiệm tời cáp treo sử dụng trong các đường lò có không gian hẹp ThS. Trần Đức Thọ ThS. Bùi Tiến Sỹ ThS. Dương Anh Tuân Th.S. Nguyễn Đức Minh 50 SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ Nghiên cứu giải pháp xác định mòn dàn ống sinh hơi qua phần mềm mô phỏng Ansys Academic Research CFD nhằm dự báo nguy cơ bục đường ống để nâng cao hiệu quả vận hành lò hơi Ths. Phạm Anh Hải 54 TIN TRONG NGÀNH Khoa học và công nghệ góp phần thúc đẩy sản xuất, nâng cao hiệu quả khai thác và chế biến than - khoáng sản; TKV: Hiệu quả cơ giới hoá trong khai thác lò chợ xiên chéo; KS. Đào Anh Tuấn 58 KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 1 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Tóm tắt: Với các lò chợ dài, tổn thất công nghệ phổ biến ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ). Vì vậy vấn đề đặt ra là cần thiết phải có giải pháp giảm tổn thất than tại các khu vực dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, đặc biệt là giải pháp cho phép khai thác tối đa trữ lượng than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị. 1. Đặt vấn đề Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 403/QĐ-TTg ngày 14/3/2016 (sau đây gọi tắt là Quy hoạch 403), một trong các mục tiêu chiến lược quan trong được đặt ra là giảm tổn thất tài nguyên trong khai thác than nói chung, khai thác hầm lò nói riêng. Cụ thể là “Phấn đấu đến năm 2020 giảm tỷ lệ tổn thất khai thác bằng phương pháp hầm lò xuống khoảng 20% và dưới 20% sau năm 2020” [5]. Công nghệ khai thác đang áp dụng tại các mỏ hầm lò hiện nay có thể được quy về hai dạng chính là (1) gương lò ngắn (ngang nghiêng, dọc vỉa phân tầng, buồng thượng, đào lò lấy than) áp dụng cho vỉa than có góc dốc lớn (trên 45°) hoặc tận thu tại các khu vực vỉa có điều kiện phức tạp, nhỏ lẻ, phân tán; và (2) lò chợ dài khấu theo phương vỉa, áp dụng cho các khu vực vỉa có góc dốc đến 45°. Thực tế, sản lượng khai thác bằng công nghệ gương lò ngắn (tổn thất công nghệ phổ biến từ 30÷40%, khó có giải pháp điều chỉnh giảm) chỉ đóng góp khoảng 12 ÷ 15% tổng sản lượng than hầm lò hàng năm của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), phần còn lại được đảm nhiệm bởi các lò chợ dài. Tuy nhiên, ngay với các lò chợ dài, tổn thất công nghệ cũng đang phổ biến ở mức trên 20%, phần nhiều trong số đó nằm ở trụ bảo vệ các đường lò chuẩn bị (có trữ lượng bằng từ 12 ÷ 15% tổng trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ). Qua đó có thể thấy, để đạt được mục tiêu theo Quy hoạch 403, cần thiết phải có giải pháp giảm tổn thất than tại các khu vực dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, đặc biệt là giải pháp cho phép khai thác tối đa trữ lượng than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị. 2. Các giải pháp công nghệ giảm tổn thất than trong trụ bảo vệ lò chuẩn bị Sơ đồ chuẩn bị khai thác lò chợ dài đang được áp dụng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh có thể khái quát là 121. Nghĩa là mỗi một (1) lò chợ sẽ phải chi phí hai (2) đường lò (thông gió, vận tải) và một (1) trụ than bảo vệ rộng từ 15 ÷ 18m để duy trì lò vận tải làm lò thông gió cho lò chợ kế tiếp. Với chiều dài lò chợ dao động từ 100 ÷ 150m, bình quân 120m, tỷ lệ tổn thất than để lại trong các trụ bảo vệ đường lò vận tải chiếm tương ứng 12 ÷ 15% tổng trữ lượng được huy động trong diện tích khai thác lò chợ, từ đó làm tăng mức độ tổn thất than, chi phí mét lò cũng như giá thành sản xuất. Để khắc phục tồn tại nêu trên của sơ đồ 121, nhiều nước trên thế giới (Nga, Trung Quốc, Ba Lan, ...[3]) đã áp dụng thành công giải pháp sử dụng trụ nhân tạo thay thế trụ than bảo vệ lò chuẩn bị. Theo đó, để đồng thời khai thác được KHAI THÁC LÒ CHỢ KHÔNG ĐỂ LẠI TRỤ THAN BẢO VỆ LÒ CHUẨN BỊ - KINH NGHIỆM TRÊN THẾ GIỚI VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG TẠI CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH ThS. Đinh Văn Cường Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin TS. Nguyễn Anh Tuấn Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam PGS.TS. Trần Văn Thanh Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Biên tập: TS. Đào Hồng Quảng 2 KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ than trong trụ bảo vệ và duy trì lò vận tải làm lò thông gió cho lò chợ phía dưới, trụ than sau khai thác sẽ được thay thế bằng trụ nhân tạo hình thành từ dải đá chèn, các cụm cột, cũi, vật liệu hóa chất hoặc hỗn hợp vữa bê tông, ... Với sơ đồ này, mỗi (1) lò chợ chỉ phải chi phí một (1) đường lò chuẩn bị và một (1) trụ nhân tạo thay thế trụ than (sơ đồ chuẩn bị và khai thác kiểu này được khái quát là 111). Như vậy, so với sơ đồ 121, sơ đồ kiểu 111 đã cho phép giảm tổn thất than trong trụ bảo vệ và chi phí mét lò chuẩn bị (giảm 01 đường lò). Tuy nhiên, sơ đồ 111 vẫn tồn tại nhược điểm là phải tiêu hao chi phí không nhỏ cho công tác thi công trụ nhân tạo (thiết bị, nguyên vật liệu, nhân công, ). Minh họa cho sơ đồ kiểu 121 và 111 thể hiện trong hình 1. Nhằm mục tiêu giải quyết triệt để các nhược điểm của sơ đồ chuẩn bị kiểu 121, 111 nêu trên, thời gian gần đây tại Trung Quốc đã nghiên cứu và áp dụng thành công sơ đồ chuẩn bị khai thác lò chợ không trụ bảo vệ (gọi tắt là 110). Với giải pháp này, mỗi (1) lò chợ chỉ còn phải chi phí a. Sơ đồ chuẩn bị kiểu 121 b. Sơ đồ chuẩn bị kiểu 111 Hình 1. Minh họa sơ đồ chuẩn bị lò chợ kiểu 121 và 111 một (1) đường lò chuẩn bị và không (0) trụ than bảo vệ. Bản chất của giải pháp công nghệ này là đường lò chuẩn bị của lò chợ đang khai thác sẽ được duy trì mà không cần sự hỗ trợ của trụ than hay trụ bảo vệ nhân tạo. Đường lò được duy trì bằng giải pháp tổng thể là thực hiện chủ a. Sơ đồ khai thác lò chợ chuẩn bị kiểu 110 b. Sơ đồ nguyên lý bố trí vì neo cáp gia tăng khả năng mang tải của lò dọc vỉa và bố trí lỗ khoan cắt vách Hình 2. Minh họa sơ đồ chuẩn bị và khai thác lò chợ kiểu 110 KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 3 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ động giảm tải áp lực lên đường lò, đồng thời tăng cường khả năng mang tải của đường lò. Cụ thể, trong quá trình khai thác, lò dọc vỉa cần duy trì sẽ được tăng khả năng mang tải bằng các vì neo cáp ghim sâu vào vách cơ bản, chống tăng cường đường lò bằng vì chống thủy lực dạng tổ hợp hoặc vì đơn, và đồng thời dỡ tải áp lực mỏ tác động lên lò chuẩn bị bằng khoan nổ mìn cắt vách phạm vi hông lò giáp với phá hỏa. Đây là một bước tiến mới, hướng đi rất khả thi để giải bài toán giảm tổn thất tài nguyên và phí mét lò chuẩn bị phục vụ khai thác lò chợ, chi tiết thể hiện trong hình 2. 3. Giải pháp công nghệ khai thác lò chợ không để trụ than bảo vệ lò chuẩn bị (phương pháp 110) Các điểm then chốt của công nghệ khai thác không để lại trụ than bảo vệ lò chuẩn bị theo phương pháp 110 nằm ở ba khâu chính là: - (1) Tăng khả năng chịu tải của đường lò chuẩn bị bằng kết cấu vì neo cáp để treo giữ đá vách nóc lò chuẩn bị lên lớp đá vách cơ bản bền vững. - (2) Xác định phạm vi cần dỡ tải và xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn cắt vách. - (3) Chống tăng cường đường lò chuẩn bị và cách ly ngăn đất đá phá hỏa tràn vào không gian đường lò được bảo vệ. Chi tiết nội dung các khâu công nghệ nêu trên như sau: 3.1. Tăng khả năng chịu tải của đường lò chuẩn bị bằng neo cáp Việc xác định hộ chiếu và thi công neo cáp cho lò chuẩn bị cần bảo vệ được thực hiện tương tự công tác đào lò neo đang triển khai tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. Chiều dài, số lượng vì neo cáp tùy thuộc vào cấu trúc của đá vách khu vực thi công đường lò. Điểm khác biệt cơ bản là neo cáp tăng khả năng mang tải sẽ sử dụng bộ khóa neo đặc biệt, có độ linh hoạt lớn để có thể hợp tác tốt hơn với tải trọng động đột ngột, cũng như các dịch chuyển biến dạng lớn của khối đất đá xung quanh lò chuẩn bị trong và sau khi điều khiển nổ mìn cắt vách (hình 3). 3.2. Xác định phạm vi cần dỡ tải và xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn cắt vách * Xác định chiều cao đá vách cần nổ mìn dỡ tải Chiều sâu đá vách cần điều khiển dỡ tải tùy thuộc vào cấu trúc địa chất của khu vực, đồng thời phải đảm bảo đá vách sau sập đổ lấp kín tối đa không gian phá hỏa phía sau lò chợ giáp với a- Cấu trúc bên ngoài của khóa neo; b – cấu trúc bên trong của khóa neo; c – khóa neo làm việc khi có dịch chuyển biến dạng lớn Hình 3: Kết cấu của neo cáp sử dụng trong giải pháp không trụ bảo vệ 4 KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ lò chuẩn bị. Chiều sâu phạm vi đá vách cần điều khiển có thể được xác định như sau [6]: - Chiều sâu cắt vách tối thiểu (Hmin) được xác định theo công thức: Hmin = HG + 1,5, m (1) Trong đó: HG – Chiều cao đường lò chuẩn bị được bảo vệ, m; - Chiều sâu cắt vách tối đa (Hmax) được xác định theo công thức: Hmax = Hs + Hp, m (2) Trong đó: Hs – Chiều cao của đá phá hỏa sau sập đổ, m; Hp – độ co ngót/lèn chặt lớn nhất của đá phá hỏa sau sập đổ, m; - Chiều sâu cắt vách thiết kế (Hc) khống chế trong giới hạn giữa chiều cao tối thiểu, tối đa nêu trên, và được xác định theo công thức (hình 4). Hình 4: Sơ đồ xác định chiều cao đá vách cần nổ mìn dỡ tải (3) HG – Chiều cao đường lò chuẩn bị được bảo vệ, m; – mức độ độ co ngót của đá vách điều khiển, m; – mức độ bùng nền phạm vi đá vách điều khiển, m; k – hệ số nở rời của đá phá hỏa. * Xác định chiều sâu lỗ khoan cắt vách Chiều sâu lỗ khoan cắt vách phụ thuộc vào chiều cao đá vách cần dỡ tải và góc khoan so với mặt phẳng nóc lò. Theo kinh ngiệm tại Trung Quốc [7], góc tạo giữa lỗ khoan và mặt phẳng nóc lò nên được thiết kế nằm trong phạm vi từ 65° ÷ 80°. Góc khoan được lựa chọn phải cân đối đến góc dốc vỉa than và cấu trúc các tập đá vách cần dỡ tải, sao cho góc khoan nằm trong giới hạn trên. Khi đã xác định được góc khoan phù hợp, chiều sâu lỗ khoan khi đó được lựa chọn theo công thức sau: , m (4) Trong đó: HC – Chiều cao gương khai thác lò chợ, m; q - Góc khoan so với mặt phẳng nằm ngang, độ; ko - hệ số kinh nghiệm, ko = 1,4 ÷ 1,8; * Xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn cắt vách - Xác định khoảng cách giữa các lỗ khoan cắt vách: Công tác nổ mìn được coi là đạt hiệu quả khi đá vách ở phạm vi giữa các lỗ khoan sau nổ mìn sẽ giao thoa để tạo nên một vết cắt liền mạch dọc theo phương đường lò chuẩn bị. Một số nghiên cứu [6, 7, 8] đã chỉ ra, khoảng cách hợp lý giữa hai lỗ khoan dao động từ 400 ÷ 500mm trong đá cứng, từ 500 ÷ 600mm trong đá mềm. Lỗ khoan cắt vách thông thường sẽ nằm trong cả hai phạm vi này, nên cơ bản khoảng cách giữa hai lỗ khoan cắt vách được xác định là 500mm. - Công tác nổ mìn cắt vách: Do lỗ khoan nổ mìn cắt vách có chiều dài lớn (thường ≥ 5,0m), thuốc nổ trong lỗ khoan sẽ được nạp phân đoạn. Để thuận lợi cho công tác nạp mìn và đảm bảo hiệu quả giao thoa giữa các lỗ khoan, thuốc nổ và bua sẽ được nạp bên trong đường ống nhựa PVC có đường kính nhỏ hơn đường kính lỗ khoan (bố trí thành nhiều đoạn ống ngắn, liên kết ren hoặc khớp nối để thuận tiện cho công tác vận chuyển và nạp mìn, nạp bua). Trên thân đường ống được gia công hai hàng lỗ đối diện nhau, dọc theo phương đường lò, các hàng lỗ này sẽ nằm trên một mặt phẳng, để hình thành đường biên giới giữa phạm vi đá vách nóc lò chuẩn bị và đá vách nóc lò chợ phạm vi cần dỡ tải. Thuốc nổ để nổ mìn cắt vách có thể sử dụng loại an toàn đang được sử dụng tại các mỏ hầm lò. Với đường kính thỏi thuốc từ 27 ÷ 32mm, sử dụng loại ống PVC có đường kính trong 37mm, đường kính ngoài 42mm, khi đó đường kính lỗ khoan cắt vách sẽ bằng khoảng 48mm. Các loại máy khoan thi công neo tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh hoàn toàn đáp ứng yêu cầu. Nguyên tắc nạp nổ mìn cắt vách và ví dụ thực tế thể hiện trong hình 5. KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 5 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ 3.3. Chống tăng cường đường lò chuẩn bị và cách ly đất đá phá Phạm vi cần chống tăng cường của đường lò chuẩn bị khi áp dụng giải pháp khai thác không trụ bảo vệ bao gồm phạm vi chịu ảnh hưởng của áp lực tựa trước gương lò chợ (hai hông đều là than, đá nguyên khối chưa khai thác) và sau gương lò chợ (một hông là đá phá hỏa, một hông còn lại là than, đá nguyên khối). Chiều dài cần chống tăng cường phụ thuộc vào diễn biến áp lực mỏ và dịch động đường lò chuẩn bị cần bảo vệ. Theo nghiên cứu [6, 7, 8], phạm vi cần chống tăng cường của lò chuẩn bị được chia làm 04 khu vực: - Khu vực I: phạm vi khoảng 20 ÷ 30m trước gương lò chợ, đá vách bắt đầu dịch chuyển do chịu tác động của áp lực tựa từ gương khai thác. - Khu vực II: phạm vi từ mét thứ 0 ÷ mét 60 tình từ gương lò chợ về phá hỏa. Ở phạm vi này đá vách sập đổ, vỡ vụn điền lấp vào không gian đã khai thác, cấu trúc của đá vách phạm vi sập đổ luôn ở trạng thái động. - Khu vực III: phạm vi từ mét thứ 60 ÷ mét 160 tính từ gương lò chợ về phá hỏa. Ở phạm vi này, đá vách sập đổ dần đi vào ổn định, giảm mức độ dịch chuyển, đất đá phá hỏa đã lèn chặt và bắt đầu có sự liên kết với nhau. - Khu vực IV: phạm vi từ mét thứ 160 tính từ gương lò chợ về phá hỏa. Ở phạm vi này, đá vách đã sập đổ ổn định, tái liên kết và đạt đến a. Cấu trúc đường ống PVC phục vụ nạp mìn cho lỗ khoan cắt vách b. Mô hình cơ học của công nghệ nổ mìn định hướng cắt vách c. Lỗ khoan đơn d. Dải lỗ khoan sau nổ e. Bề mặt đá vách được cắt Hình 5. Hộ chiếu nổ mìn lỗ khoan định hướng cắt vách dỡ tải áp lực 6 KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ trạng thái cân bằng, kết thúc dịch chuyển. Như vậy có thể xác định, phạm vi đường lò cần chống tăng cường là khoảng 180 ÷ 190m, trong đó 20 ÷ 30m phía trước và 160m phía sau gương lò chợ. Vật liệu chống tăng cường có thể sử dụng kết cấu vì thủy lực tổ hợp hoặc kết cấu vì đơn-xà kim loại. Đồng thời, để ngăn đất đá tràn vào không gian đường lò, hông lò phía phá hỏa phải được giữ bằng kết cấu chống giữ phù hợp, có thể sử dụng vì thép kết hợp lưới. Bên cạnh đó, do đường lò giáp trực tiếp với phá hỏa, nên trong trường hợp vỉa than khu vực áp dụng có tính tự cháy, ảnh hưởng lớn của nước, hông lò phía phá hỏa phải được phun bê tông hoặc vật liệu khoáng hóa mỏ chuyên dụng, để làm làm cứng và cách ly khu vực phá hỏa với không gian đường lò chuẩn bị cần bảo vệ. Chi tiết minh họa thể hiện trong hình 6, hình 9. Một trong các đơn vị điển hình áp dụng thành công giải pháp công nghệ 110 tại Trung Quốc có thể kể đến mỏ Điểm Bình, tỉnh Sơn Tây [7], áp dụng tại lò vận tải lò chợ 9100 thuộc vỉa than số 9, thuộc loại than bitum và than cốc. Vỉa than có cấu tạo địa chất đơn giản, thuộc loại vỉa chứa khí lớn, chiều dày vỉa 3,1m, dốc 4°. Đá vách có cấu tạo phức tạp, gồm nhiều lớp đá có thành phần thạch học khác nhau, vách trực tiếp là sét kết dày trung bình 2,1m, vách cơ bản là cát kết dày 6,1m, tiếp phía trên vách cơ bản lớp sét kết dày 0,7m và vỉa than số 8 dày trung bình 2,4m. Lò chợ áp dụng nằm ở chiều sâu 225 ÷ 360m, kích thước theo hướng dốc 220m, theo phương 1088m. Trong đó, chiều dài đường lò vận tải áp dụng giải pháp là 942m, được đào tiết diện hình chữ nhật, rộng 5,0m, cao 3,1m, chống giữ bằng neo cất dẻo cốt thép và neo cáp. Chiều sâu lỗ khoan cắt vách 9,0m, gia cường khả năng mang tải lò chuẩn bị bằng 02 thanh neo cáp dài 13,3m. Kết quả quan trắc dịch động cho thấy, lò vận tải lò chợ 9100 có mức độ biến dạng lớn nhất theo chiều cao là 439mm (hạ nóc 186mm, bùng nền 253mm), theo chiều rộng là 330mm (hông phá hỏa giảm 201mm, hông phía trụ than giảm 129mm). Đường lò vận tải được bảo vệ thành công bằng giải pháp 110, đảm bảo kích thước yêu cầu để phục vụ cho lò chợ kế tiếp mà không phải đào lò mới. Chi tiết thể hiện trong hình 7, hình 8. Ví dụ khác áp dụng thành công sơ đồ kiểu 110 tại Trung Quốc là mỏ Bạch Giảo, tỉnh Tứ Xuyên [6]. Vị trí áp dụng tại lò vận tải lò chợ 2422, đào chống neo chất dẻo cốt thép kết hợp neo cáp, chiều rộng 4,2m, chiều cao 2,5m. Vỉa than phạm vi áp dụng có chiều dày 2,1m, vách trực tiếp là sét kết dày 1,5m, phía trên là đá bột kết. Chiều sâu khai thác 482m, chiều dài lò chợ theo hướng dốc 165m, chiều dài theo phương lò vận tải áp dụng giải pháp 465m. Chiều cao đá vách được điều khiển dỡ tải là 5,0m, tăng khả năng mang tải lò chuẩn vị bằng 03 vì neo cáp dài 8,0m. Kết quả áp dụng thực tế thể hiện trong hình 9. Từ những lợi ích to lớn về kinh tế, kỹ thuật đạt được, phương pháp khai thác lò chợ theo kiểu 110 ngày càng được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai thác than hầm lò ở Trung Quốc, và đã trở thành cuộc cách mạng lần thứ 3 trong ngành khai mỏ than ở Trung Quốc [4]. 4. Tiềm năng ứng dụng giải pháp 110 tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Về tiềm năng trữ lượng: Theo kết quả thực hiện của đề tài [2], trữ lượng vỉa than dày trung bình (184.327 nghìn tấn), đến dày (280.080 nghìn tấn), thoải đến nghiêng được huy động vào khai thác theo 12 dự án mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh (Mạo Khê, Uông Bí, Vàng Danh) là a.Tăng cường bằng vì tổ hợp b. Tăng cường bằng vì đơn c. Kết cấu cách ly đá phá hỏa Hình 6. Ví dụ các giải pháp chống tăng cường lò chuẩn bị được bảo vệ KHCNM SỐ 5/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 7 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ khoảng 464.407 nghìn tấn, chiếm gần 74% tổng trữ lượng (630.645 nghìn tấn - chỉ tính trong phạm vi lò chợ, chi tiết thể hiện trong hình 10). Đây là phạm vi trữ lượng dự kiến áp dụng công nghệ lò chợ dài, bảo vệ lò dọc vỉa bằng trụ than. Nếu chỉ tạm tính bằng 12% trữ lượng huy động trong diện tích khai thác lò chợ, trữ lượng than để lại trong trụ bảo vệ đã là 55.729 nghìn tấn (22.119 nghìn tấn vỉa dày trung bình, 33.610 nghìn tấn vỉa dày), tương đương tổng
Tài liệu liên quan