Nghiên cứu công nghệ cơ giới hóa phù hợp khai thác trong điều kiện các vỉa dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng, đá vách, trụ vỉa yếu tại các mỏ hầm lò vùng Mạo Khê - Uông Bí

Nội dung text: Nghiên cứu công nghệ cơ giới hóa phù hợp khai thác trong điều kiện các vỉa dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng, đá vách, trụ vỉa yếu tại các mỏ hầm lò vùng Mạo Khê - Uông Bí

1. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CƠ GIỚI HÓA PHÙ HỢP KHAI THÁC TRONG ĐIỀU KIỆN CÁC VỈA DÀY TRUNG BÌNH, GÓC DỐC VỈA NGHIÊNG, ĐÁ VÁCH, TRỤ VỈA YẾU TẠI CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG MẠO KHÊ - UÔNG BÍ TS. Lê Văn Hậu, TS. Lê Đức Nguyên, ThS. Ngô Văn Thắng Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: TS. Đào Hồng Quảng Tóm tắt: Trữ lượng các khu vực vỉa dày trung bình, dốc nghiêng có điều kiện đá vách, trụ vỉa yếu tập trung chủ yếu tại các mỏ than hầm lò vùng Mạo Khê - Uông Bí. Để khai thác trong điều kiện vỉa như trên, các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh chủ yếu áp dụng công nghệ khấu gương bằng khoan nổ mìn, chống giữ bằng các vì chống thủy lực với năng suất lao động, công suất lò chợ thấp và mức độ an toàn còn hạn chế. Do vậy, nghiên cứu công nghệ cơ giới hóa khai thác nhằm nâng cao hiệu quả khai thác và mức độ an toàn là nội dung chính của bài báo. 1. Đặt vấn đề Tại Trung Quốc, từ sau năm 2000 đã nghiên Kết quả đánh giá trữ lượng và điều kiện địa cứu, chế tạo thành công các mô hình công nghệ chất tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh CGH đồng bộ khai thác phù hợp với điều kiện cho thấy, trữ lượng có khả năng áp dụng công địa chất kém thuận lợi như góc dốc vỉa lớn, đá nghệ cơ giới hóa (CGH) khai thác khoảng 231,1 vách, trụ vỉa và gương than mềm yếu, kém ổn triệu tấn, trong đó trữ lượng thuộc phạm vi vỉa định Kết quả áp dụng đã cho các chỉ tiêu kinh than dày trung bình, dốc thoải đến nghiêng tế kỹ thuật tương đối tốt, ví dụ: tại lò chợ J56- khoảng 60,6 triệu tấn [2], bao gồm cả phần trữ 22070 thuộc mỏ Thiên An 9 - Bình Đỉnh Sơn - Hà lượng các khu vực có điều kiện địa chất kém Nam, khu vực có chiều dày vỉa trung bình 2,9m; thuận lợi do yếu tố góc dốc vỉa lớn (từ 25 ÷ 350), góc dốc từ 8 ÷ 310; độ cứng của than f = 1,0 ÷ đá vách, trụ vỉayếu và tập trung chủ yếu tại một 1,2; vách trực tiếp là sét kết đôi chỗ là bột kết, số mỏ than hầm lò vùng Mạo Khê - Uông Bí). vách cơ bản thuộc cấp II; trụ trực tiếp là sét kết; Trong khi đó, hiện nay việc nhân rộng các mô lưu lượng nước chảy vào lò chợ từ 3 ÷ 4 m3/h. hình công nghệ CGH đồng bộ khai thác tại các Trong điều kiện như trên, mỏ áp dụng sơ đồ công mỏ than hầm lò vùng Quang Ninh còn hạn chế. nghệ (SĐCN) khai thác cột dài theo phương, Nguyên nhân chủ yếu do các dây chuyền CGH khấu than bằng máy khấu MG250/600-AWD kết đang áp dụng có kích thước và trọng lượng lớn, hợp máng cào SGZ-764/500; chống giữ lò chợ khả năng thích nghi với điều kiện góc dốc vỉa bằng giàn chống ZY4000/17/37 và giàn quá độ lớn, biến động địa chất phức tạp vùng Quảng ZY5000/18/38. Chiều dài theo phương của lò Ninh thấp, nên việc đầu tư áp dụng các dây chợ 580m, theo hướng dốc 160m. Để ứng xử chuyền CGH có mức độ rủi ro cao. Do vậy, công với điều kiện địa chất vỉa bất lợi, mỏ đã áp dụng nghệ khai thác khấu gương bằng khoan nổ mìn, một số giải pháp kỹ thuật như: khấu vê để giảm chống giữ lò chợ bằng các loại vì chống thủy góc dốc biểu kiến của lò chợ; sử dụng kích chống lực (cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động, giá trôi, chống trượt, kích chống lún đế giàn nên khung, giá xích) hiện vẫn chiếm vai trò chính, sản lượng lò chợ đạt 45.920 tấn/tháng, tương đóng góp 60 ÷ 65% tổng sản lượng than hầm đương với công suất 551.000 tấn/năm [3]. lò hàng năm của TKV. Do đó, việc nghiên cứu Tại lò chợ J56-10030 mỏ số 10 - Bình Đỉnh công nghệ CGH khai thác trong điều kiện vỉa Sơn - Hà Nam khai thác các vỉa than có góc dốc có đá vách, trụ yếu và góc dốc vỉa lớn sẽ góp trung bình 250, cục bộ đến 350, dày trung bình phần thực hiện thành công chủ trương của 2,7m. Phía trên vỉa than có lớp vách giả sét kết, TKV, sản lượng than khai thác bằng công nghệ chiều dày 0,2m; vách trực tiếp là lớp bột kết chiều CGH đồng bộ đạt mức 20 ÷ 25% tổng sản dày 2,9m; vách cơ bản gần phay tương đối dập lượng than khai thác hầm lò vào năm 2020. nát; trụ trực tiếp là bột kết màu xám và sét kết. Độ 2. Kinh nghiệm áp dụng công nghệ xuất khí mêtan tương đối là 2,5 m3/tấn, lưu lượng CGH trong điều kiện đá vách, trụ vỉa yếu nước thường xuyên chảy vào lò chợ khoảng 10 KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ 7
2. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ m3/h. Chiều dài lò chợ theo hướng dốc 120m, chiều dày vỉa được triển khai áp dụng đầu tiên theo phương 1.007m. Đồng bộ thiết bị sử dụng trong ngành than tại Công ty than Khe Chàm (năm bao gồm giàn chống loại tăng cường khả năng 2005), đồng bộ thiết bị gồm giàn chống tự hành chống trượt, chống đổ và chống lún nền mã hiệu ZZ-3200/16/26, máy khấu than MG150/375-W. ZQY2000/14/31, máy khấu than MLS3PH-170 kết Các khu vực áp dụng có chiều dày vỉa từ 0,6 ÷ hợp máng cào SGWD-180PB. Sản lượng lò chợ 4,94m, góc dốc phổ biến từ 1 ÷ 20o, một số vị trí đạt 2.300 tấn/ngày, tương đương với công suất lên tới 24 ÷ 270. Hầu hết các khu vực áp dụng 714.000 tấn/năm, NSLĐ bình quân 20,9 tấn/ tồn tại lớp vách giả sét kết, sét than mềm, chiều công, cao nhất đạt 25,52 tấn/công [3]. Ngoài ra, dày từ 0,5 ÷ 1,0m; đá trụ vỉa chủ yếu là bột kết một số mỏ hầm lò như Doanh Cốc Sơn, Hồng bền vững, đôi chỗ là sét kết. Chiều dài lò chợ Quảng, Xương Hưng, Phổ Gia, thuộc tỉnh Quý theo phương từ 330 ÷ 680m, theo hướng dốc từ Châu cũng đã triển khai áp dụng thành công 109 ÷ 148m. Thời điểm thuận lợi, sản lượng lò công nghệ CGH khai thác vỉa dày trung bình, dốc chợ đạt 40.000 ÷ 51.000 T/tháng, tương đương thoải đến dốc nghiêng, đá vách, trụ vỉa là sét kết công suất 480.000 ÷ 600.000 T/năm. Tuy nhiên, mềm yếu. Sản lượng khai thác đạt từ 450 ÷1.200 phần lớn thời gian hoạt động, sản lượng lò chợ nghìn tấn/năm, NSLĐ đạt từ 40 ÷ 70 tấn/công. duy trì từ 15.000 ÷ 35.000 T/tháng [3]. Nguyên Ở trong nước, công nghệ CGH khai thác nhân chủ yếu dẫn đến sản lượng lò chợ thấp đã được nghiên cứu và đưa vào áp dụng từ do: Tại một số lò chợ phía trên vỉa than là lớp những năm 1967 ÷ 1970. Cho đến nay, trong vách giả sét kết, sét than rất dễ tụt lở trước toàn TKV đã có 10 dây chuyền CGH khấu than gương, lò chợ phải khấu bộ bằng cột TLĐ + xà bằng máy cho đối tượng vỉa thoải đến nghiêng thép tiến trước để đón giàn; Thường xuyên phải được đưa vào áp dụng, hiện có 07 dây chuyền khấu vượt các phay phá với biên độ từ 1,0 ÷ đang hoạt động [2] gồm: Hà Lầm (02 lò chợ); 2,6m; Góc dốc vỉa > 200, lò chợ phải khấu vê để Khe Chàm (02 lò chợ); Vàng Danh, Quang đưa góc dốc biểu kiến của lò chợ nhỏ hơn 200. Hanh, Dương Huy (mỗi đơn vị có 01 lò chợ). Năm 2015, tại Công ty than Dương Huy đã Sản lượng khai thác bằng công nghệ CGH tăng triển khai áp dụng công nghệ CGH đồng bộ từ 115,2 nghìn tấn năm 2002 (chiếm 1,9% tổng khấu hết chiều dày vỉa sử dụng giàn chống tự sản lượng than hầm lò) lên 2.950,6 nghìn tấn hành ZY3200/16/36 kết hợp với máy khấu than năm 2018 (chiếm 12,7% tổng sản lượng than MG300/700-W. Các khu vực áp dụng có chiều hầm lò). Sản lượng than khai thác bằng công dày vỉa đến 3,5m, góc dốc thoải đến nghiêng, nghệ CGH từ năm 2002 ÷ 2018 xem hình 1. chiều dài lò chợ theo hướng dốc 153m, theo Сông nghệ CGH đồng bộ khai thác khấu hết phương 550m. Sản lượng khai thác đạt được Hình 1. Diễn biến sản lượng khai thác bằng công nghệ CGH trong TKV 8 KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ
3. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ tương đối thấp từ 7.933 ÷ 33.528 tấn/tháng, bị để có thể ngăn ngừa sự cố trôi thiết bị xuống NSLĐ trung bình 4,4 tấn/công-ca [3]. Nguyên lò chân (hình 2). Nhờ việc chủ động thực hiện nhân chính dẫn đến sản lương lò chợ đạt được các giải pháp, nên đã hạn chế tối đa sự trôi trượt thấp do: Góc dốc vỉa tăng lên (trên 200) so với dự của các thiết bị, sản lượng lò chợ đạt từ 13.789 kiến, làm cho giàn chống và máng cào trôi trượt ÷ 18.596 tấn/tháng, có thời điểm đạt trên 30.000 theo hướng dốc. Để hạn chế sự ảnh hưởng của tấn/tháng, NSLĐ đạt từ 6,8 ÷ 13,6 tấn/công [4]. góc dốc vỉa đến đồng bộ thiết bị CGH, lò chợ 3. Nghiên cứu công nghệ CGH khai thác phải khấu vê với chân tiến trước nhằm giảm góc trong điều kiện vỉa dày trung bình, góc dốc dốc lò chợ nhỏ hơn 200; Than gương và đá vách vỉa nghiêng đến dốc nghiêng, đá vách, trụ yếu mềm yếu, thường xuyên xảy ra sự cố tụt nóc, lở Kinh nghiệm áp dụng công nghệ CGH trong gương, lò chợ phải khấu bằng thủ công kết hợp điều kiện vỉa dày trung bình, góc dốc đến 35o, có với đóng nhói giữ nóc để di chuyển giàn chống. đá vách, trụ và than gương mềm yếu trên thế giới Cũng trong năm 2015, Công ty than Quang cho thấy, để giảm ảnh hưởng bất lợi của điều kiện Hanh đã triển khai áp dụng công nghệ CGH đồng địa chất vỉa đến đồng bộ thiết bị CGH trong lò bộ khấu hết chiều dày vỉa sử dụng giàn chống chợ, các nước chủ yếu áp dụng giải pháp cải tiến ZQY3600/12/28, máy khấu than MG132/320-W đồng bộ thiết bị CGH, lắp đặt bổ sung hệ thống kết hợp với máng cào SGZ630/220. Các khu vực kích liên kết giúp cho các thiết bị trong lò chợ áp dụng có chiều dài theo hướng dốc khoảng làm việc ổn định hơn Trên cơ sở kinh nghiệm 80m, theo phương từ 200 ÷ 300m, chiều dày vỉa đó, nhóm tác giả sẽ phân tích và lựa chọn đồng từ 1,7 ÷ 3,2m, trung bình 2,4m; góc dốc vỉa từ 8 bộ thiết bị CGH phù hợp cho điều kiện vỉa than ÷ 350, trung bình 180. Vách trực tiếp là bột kết, dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng, có đá vách, đôi chỗ ngay sát vỉa là lớp sét than dày từ 0,3 ÷ trụ yếu tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. 0,6m. Vách cơ bản chủ yếu là bột kết hoặc cát Hiện nay, trên thế giới các loại giàn chống kết, đôi chỗ là sạn kết. Trụ trực tiếp là lớp bột kết, được chế tạo rất đa dạng và phong phú nhằm đôi chỗ là sét kết, sét than. Phần lớn thời gian thích ứng cho từng điều kiện vỉa than khác nhau. hoạt động của lò chợ, góc dốc vỉa nằm trong giới 0 0 Tuy nhiên, phân loại giàn chống theo yếu tố về hạn từ 21 ÷ 35 , nên giàn chống và máng cào kết cấu, giàn chống được chia làm 03 nhóm thường xuyên trôi trượt xuống lò chân. Để khắc chính: (1) - Giàn chống tự hành loại che chắn phục sự cố trên, Công ty đã tổ chức khấu đẩy (loại chắn chống); (2) - Giàn chống tự hành loại chân vượt trước đầu lò chợ từ 3,6 ÷ 12,0m nhằm chống chắn; (3) - Giàn chống tự hành loại chống. đưa góc dốc lò chợ phù hợp với khả năng làm Giàn chống loại che chắn (hình 3a) gồm kết cấu việc của đồng bộ thiết bị CGH. Song song với đó, tay biên; hai cột thủy lực gắn vào xà nóc và đế Công ty lắp đặt các hệ thống kích chống trôi giàn giàn; kích cân bằng xà nóc và xà che chắn nằm chống, máng cào phạm vi một nửa phía dưới ở giữa đế giàn và xà che chắn; xà nóc, xà che lò chợ để tạo thành hệ liên kết nhóm giữa giàn chắn, kích cân bằng liên kết với nhau bằng kiểu chống và máng cào, tăng sự hỗ trợ giữa các thiết khớp xoay. Giàn chống loại che chắn được thiết a. Hệ thống chống trôi giàn chống b. Hệ thống chống trôi máng cào c. Hệ thống chống đổ giàn chống Hình 2. Một số hình ảnh hệ thống chống trôi, chống đổ giàn chống, máng cào được lắp đặt trong lò chợ CGH tại mỏ Ngã Hai - Công ty than Quang Hanh KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ 9
4. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ kế có phần xà nóc ngắn hơn so với xà che chắn, Giàn chống kiểu chống (hình 3c) là loại giàn cho phép giảm diện tích chống giữ vách của giàn chống không có kết cấu tay biên và xà che chắn, chống và diện tích lộ vách trong lò chợ. Khi đó, giàn chống chỉ thay đổi chiều cao theo hướng giảm áp lực mỏ tác động lên giàn chống, cũng thẳng đứng, cột chống được gắn vào xà và đế như số lần tác động của giàn chống lên vách giàn. Do giàn chống không có xà che chắn, nên vỉa, giúp cho vách ổn định hơn. Loại giàn chống để đảm bảo không gian làm việc cho người và này áp dụng phù hợp cho điều kiện vỉa có vách thiết bị trong lò chợ, xà nóc thường được thiết kế thuộc loại kém ổn định đến ổn định trung bình. dài. Do vậy, cơ chế làm việc của giàn chống loại Giàn chống loại chống chắn (hình 3b) có kết chống tương tự như giàn chống loại chống chắn. cấu tương tự như giàn chống che chắn (gồm Loại giàn chống này áp dụng phù hợp cho những tay biên, 04 cột thủy lực, kích cân bằng, xà nóc vỉa than có chiều dày từ mỏng đến trung bình, và xà che chắn). Tuy nhiên, xà nóc của giàn vách thuộc loại ổn định. Mối quan hệ giữa chiều chống loại chống chắn được thiết kế dài hơn dài xà giàn và số lần tác động của giàn chống so với xà che chắn, do vậy diện tích chống giữ lên vách vỉa trong quá trình khai thác xem hình 4. vách của giàn chống và diện tích lộ vách trong Theo biểu đồ hình 4, chiều dài xà nóc của lò chợ lớn hơn so với loại giàn chống che chắn. giàn chống tỷ lệ thuận với số lần tác động Khi đó, áp lực mỏ tác động lên giàn chống lớn của giàn chống lên vách vỉa (tính từ thời điểm và số lần tác động của giàn chống lên vách vỉa khấu gương đến khi phá hỏa), khi chiều dài nhiều hơn, nhờ đó vách sẽ được làm yếu sơ xà giàn chống tăng, số lần tác động của giàn bộ, thuận lợi cho việc điều khiển vách. Loại giàn chống lên vách vỉa trong quá trình khai thác chống này áp dụng phù hợp cho những vỉa than cũng sẽ tăng và ngược lại. Do vậy, trong điều có vách thuộc loại ổn định và khó điều khiển. kiện vỉa dày trung bình có đá vách, trụ vỉa và a. Giàn chống che chắn b. Giàn chống loại chống chắn c. Giàn chống loại chống (loại chắn chống) (loại chắn chống) Hình 3. Phân loại giàn chống theo kết cấu Hình 4. Biểu đồ mối tương quan giữa chiều dài xà nóc với số lần tác động của giàn chống lên vách vỉa 10 KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ
5. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ gương than mềm yếu áp dụng các loại giàn chợ, đảm bảo an toàn cho công nhân làm việc. chống kiểu che chắn (hình 3a) để khai thác Diện tích đế giàn đóng vai trò quan trọng sẽ phù hợp hơn các loại giàn chống khác. trong việc kháng lún nền của giàn chống, diện Ngoài ra, các bộ phận của giàn chống cũng tích của giàn phụ thuộc vào cường độ kháng được thiết kế phù hợp để ứng xử với điều kiện nén của nền lò chợ. Với từng điều kiện địa chất địa chất vỉa bất lợi của khu vực áp dụng, ví dụ: cụ thể của khu vực áp dụng, sẽ xác định được Xà nóc giàn chống cần được thiết kế phía đầu cường độ kháng nén của nền lò, từ đó tính toán lắp xà tiến gương dạng thò thụt để kịp thời che và lựa chọn được diện tích đế giàn phù hợp. chắn vách sau khi khấu gương, ngăn ngừa, xử lý Mối tương quan giữa cường độ kháng nén của hiện tượng tụt nóc. Đồng thời đầu xà tiến gương nền lò với diện tích đế giàn xem hình 6. có vị trí lắp đặt tấm chắn gương (hình 5a), có Theo biểu đồ hình 6, cường độ kháng nén thể tháo lắp tấm chắn gương dễ dàng. Trường (sn) của nền lò chợ tỷ lệ nghịch với diện tích đế hợp chiều cao khấu lớn, than gương mềm yếu giàn. Theo đó, khi giá trị áp lực mỏ lớn nhất tác hoặc dừng lò chợ thời gian dài để sửa chữa dụng lên giàn chống là không đổi (Rmax), giá trị bảo dưỡng thiết bị, đẩy tấm chắn gương áp sát của cường độ kháng nén của nền lò chợ giảm, gương than cho phép phòng tránh hiện tượng lở tương ứng với giá trị diện tích đế giàn chống gương. Trong điều kiện gương than ổn định có tăng và ngược lại. Ngoài việc thiết kế diện tích thể tháo dỡ tấm chắn gương để giảm tối đa thao đế giàn phù hợp với cường độ kháng nén của tác điều khiển giàn trong quá trình khai thác. Xà nền lò, đế giàn còn được trang bị kích nâng đế nóc và xà che chắn của giàn chống có tấm chắn (hình 7b) để khi cần thiết có thể sử dụng kích cạnh linh hoạt lắp một bên làm kín tối đa không nâng đế kết hợp với hệ thống thanh đẩy máng gian trên nóc, vị trí khớp nối giữa xà nóc và xà cào nhấc đế giàn lên tạo điều kiện thuận lợi cho che chắn được thiết kế dạng khớp bản lề có quá trình di chuyển giàn chống. Như vậy, trong vành chắn che kín toàn bộ không gian khớp nối điều kiện trụ vỉa mềm yếu, đế giàn chống cần (hình 5c) ngăn chặn đá rơi vào không gian lò được thiết kế dạng chỉnh thể, khả năng chống a. Kết cấu tấm chắn gương b. Xà nóc của giàn chống c. Khớp nối giữa xà nóc và xà che chắn Hình 5. Kết cấu xà nóc của giàn chống Hình 6. Biểu đồ mối quan hệ giữa cường độ kháng nén của nền lò chợ với diện tích đế giàn chống KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ 11
6. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ a. Đế giàn chống có vị trí lắt kích nâng đế b. Kết cấu kích nâng đế giàn chống c. Kích căn chỉnh đế giàn Hình 7. Kết cấu đế giàn có kích chống lún nền a. Vị trí lắp đặt kích chống đổ b. Độ chênh cao cho phép giữa hai xà giàn Hình 8. Kết cấu thiết bị chống đổ xà giàn chống a. Thiết bị chống trôi đế giàn phía b. Thiết bị chống trôi đế giàn phía c. Độ chênh cao giữa hai đế giàn chống trước sau Hình 9. Kết cấu thiết bị chống trôi đế giàn biến dạng tốt, tính năng ổn định, chắc chắn. chống trong lò chợ, cầu máng trung gian của Đầu mũi trước đế giàn thiết kế vát dạng hình máng cào lắp đặt thiết bị chống trôi trượt. Các thuyền 450 cho phép giảm lực cản trong quá hệ thống kích chống trôi, chống đổ được lắp đặt trình di chuyển giàn chống (hình 7a). Ngoài dọc theo lò chợ, tạo thành hệ liên kết nhóm giữa ra, đế giàn được trang bị kích chỉnh đế phục giàn chống và máng cào, tăng sự hỗ trợ giữa vụ căn chỉnh khoảng cách giữa các giàn chống các thiết bị để có thể ngăn ngừa sự cố trôi, trượt để thuận lợi khi di chuyển giàn chống (hình 7c). thiết bị xuống lò chân, giúp cho thiết bị làm việc Đối với điều kiện góc dốc vỉa: Kinh nghiệm ổn định hơn, cụ thể: Kích chống đổ giàn chống áp dụng CGH đồng bộ khai thác tại Trung Quốc sử dụng để liên kết hai xà giàn chống cạnh nhau và các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh cho bằng mối liên kết đặt biệt dạng khớp xoay chữ thấy, khi góc dốc lò chợ 250 cần lắp đặt Kích chống trôi giàn chống được lắp ở phía thiết bị chống trôi, chống đổ cho các nhóm giàn trước đế giàn (hình 9a) và phía sau đế giàn (hình 12 KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ
7. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Hình 10. Kết cấu thiết bị chống trôi máng cào lò chợ 9b). Các kích thuỷ lực này liên kết với đế giàn đổ cho giàn chống và máng cào để thuận thông qua khớp nối chữ thập và có thể quay theo lợi cho việc điều chỉnh giàn lúc di chuyển. phương ngang và thẳng đứng (so với mặt phẳng - Áp dụng sơ đồ khấu một chiều theo hướng nền lò chợ) một góc khoảng 900. Độ chênh cáo từ trên xuống, chiều từ dưới lên máy khấu giữa các đế giàn khi lắp kích chống trôi không không cắt than mà sẽ thực hiện vét nền lò. được vượt quá 250mm, trường hợp vượt quá Việc bố trí khấu gương lò chợ theo hướng từ giá trị cho phép, sẽ làm phá huỷ các thiết bị. trên xuống trong trường hợp góc dốc vỉa lớn Để chống trôi máng cào sử dụng kích sẽ đảm bảo an toàn cho nhóm công nhân thao thủy lực một đầu kích liên kết với tai của cầu tác di chuyển giàn chống và máng cào phía máng cào, đầu còn lại liên kết với đế giàn bên sau máy khấu (không bị than, đá quăng trong cạnh phía trên. Khi máng cào có hiện tượng khi máy khấu cắt than gương), đồng thời tang trôi xuống phía dưới, dựa vào lực kéo của khấu luôn tỳ vào bậc gương than và tạo lực kích thuỷ lực để kéo máng cào lên (hình 10). đẩy vào máng cào theo hướng lên trên, góp Ngoài các giải pháp về kết cấu của các thiết bị phần hạn chế trôi trượt máng cào và máy khấu. chính như trên, có thể áp dụng thêm một số giải - Để ngăn ngừa máng cào trượt xuống, lúc pháp kỹ thuật để ứng xử với điều kiện vỉa có vách, máy khấu tiến hành khấu xuống, trước tiên không trụ và gương than mềm, góc dốc vỉa lớn như: đẩy cầu máng mà đợi sau khi máy khấu khấu - Đẩy nhanh tốc độ tiến gương của lò chợ đến khoảng giữa lò chợ, lúc này mới bắt đầu nhằm giảm áp lực mỏ tác dụng lên giàn chống, di chuyển máng cào, việc di chuyển được thực cũng như giảm thời gian lộ vách, giúp cho nóc hiện đồng thời cả hướng lên và hướng xuống. lò chợ ổn định hơn. Tốc độ tiến gương của lò - Khi máy khấu than theo hướng đi xuống, cứ chợ phụ thuộc chủ yếu vào tham số chiều dài lò 5 giàn tổ hợp thành một phân đoạn để di chuyển chợ theo hướng dốc, khi chiều dài lò chợ lớn, giàn chống theo hình thức di từ dưới lên trên, thời gian hoàn thành chu kỳ kéo dài dẫn đến giàn dưới cùng làm thành giàn đầu hàng của tốc độ tiến gương của lò chợ chậm và ngược nhóm kiểm soát trôi trượt cho các giàn còn lại. lại. Kinh nghiệm áp dụng công nghệ CGH trong - Các giàn từ số 3 đến số 7 tại ngã ba và ngoài nước cho thấy, trong điều kiện vỉa chân chợ là nhóm giàn có vai trò chống trôi, có đá vách, trụ và gương than mềm yếu, góc chống đổ cho toàn bộ lò chợ, việc di chuyển dốc vỉa lớn, chiều dài lò chợ theo hướng dốc giàn chống của nhóm này được thực hiện thường được lựa chọn từ 80 ÷ 120m là phù hợp. theo thứ tự từ giàn chống số 4®5®6®7®3. - Khấu lò chợ xiên chéo với chân tiến trước - Khi di chuyển giàn chống phía chân lò chợ, đầu chợ nhằm đưa góc dốc của lò chợ phù hợp trước tiên di chuyển giàn chống số 2, 3 đợi sau với miền làm việc của đồng bộ thiết bị. Đồng khi giàn chống số 2 và số 3 di chuyển ổn định thời 03 giàn chống đầu tiên tại đầu và chân lò chắc chắn, tiếp tục di chuyển giàn chống số 1. chợ lắp đặt cụm kích chống trôi, chống đổ ở - Sử dụng giàn chống đặc biệt tại đoạn ngã phần xà và đế giàn, ngoài ra trong lò chợ cứ ba giữa chân lò chợ với lò dọc vỉa vận tải nhằm 10 giàn bố trí một nhóm kích chống trôi, chống tăng cường độ ổn định đoạn ngã ba và hạn chế KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ 13
8. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ trôi trượt cho các giàn chống ở trong lò chợ. vỉa, trong lò chợ lắp đặt bổ sung hệ thống kích 4. Kết luận chống trôi, trượt máng cào và giàn chống. Ngoài Kết quả đánh giá trữ lượng và điều kiện địa ra, có thể áp dụng bổ sung các giải pháp như: chất tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh Đẩy nhanh tốc độ tiến gương; khấu lò chợ xiên cho thấy, phần trữ lượng vỉa dày trung bình, dốc chéo với chân tiến trước đầu chợ; áp dụng sơ thoải đến nghiêng, có đá, vách trụ yếu khoảng đồ khấu một chiều theo hướng từ trên xuống 32,9 triệu tấn. Để khai thác trong điều kiện vỉa Tài liệu tham khảo: trên, các mỏ than hầm lò vùng Quang Ninh chủ 1. Trần Xuân Hòa (2011), Báo cáo tổng kết đề yếu áp dụng công nghệ khấu gương bằng khoan tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu nâng cao mức độ nổ mìn, chống giữ bằng các vì chống thủy lực cơ giới hóa và hiện đại hóa khai thác than hầm lò cho năng suất lao đông, công suất lò chợ thấp và định hướng ứng dụng cho các mỏ than hầm và mức độ an toàn còn hạn chế. Trên cơ sở kinh lò vùng Quảng Ninh”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. nghiệm áp dụng công nghệ CGH đồng bộ khấu 2. Đặng Thanh Hải (2016), Đề tài “Phát triển hết chiều dày vỉa trong và ngoài nước, để lựa áp dụng cơ giới hóa đào lò và khai thác tại các mỏ chọn đồng bộ thiết bị CGH phù hợp cho điều hầm lò vùng Quang Ninh giai đoạn 2013 ÷ 2015, kiện vỉa dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng đến lộ trình đến năm 2020”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. dốc nghiêng, có đá vách, trụ yếu, nhóm tác giả 3. Đào Hồng Quảng (2018), Đề tài “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp: (1) - Lựa chọn các loại đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế ảnh giàn chống kiểu che chắn có phần xà nóc ngăn hưởng của góc dốc vỉa than đến lò chợ cơ giới hóa hơn so với xà che chắn; (2) - Xà nóc của giàn vỉa thoải đến nghiêng”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. chống thiết kế có xà tiến gương kết hợp với tấm 4. Đinh Văn Cường và nnk (2016), Báo cáo chắn gương; (3) - Đế giàn chống được thiết kế “Đánh giá kết quả áp dụng và nghiên cứu hoàn phù hợp với cường độ kháng nén của nền lò và thiện công nghệ cơ giới hóa khai thác tại Công được trang bị kích nâng đế, kích căn chỉnh đế ty than Quang Hanh”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. giàn; (4) - Để hạn chế ảnh hưởng của góc dốc Study on the suitable mechanization technology for the medium coal seam exploitation with dip angle, inclined bed, weak roof rock and coal pillar at underground coal mines at Mao Khe and Uong Bi areas Dr. Le Van Hau, Dr. Le Duc Nguyen, MSc. Ngo Van Thang Institute of Mining Science and Technology – Vinacomin Summary: The coal reserves in medium coal seams with dip angle, inclined bed and weak roof rock and coal pillar are estimated at 32.9 million tons, mainly concentrated in Mao Khe and Uong Bi underground coal mines. In order to exploit the coal in the above mentioned mining conditions the coal mining units usually apply the drilling and blasting mining method, using hydraulic supports. However, the labor productivity and the longwall capacity are low and the safety level has been limited. Therefore, research on mining mechanization technology to improve the mining efficiency and the safety level is the main content in this paper. 14 KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ