Giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác cho lò chợ vỉa 6 cánh Đông tại Mỏ Than Mạo Khê

Chia sẻ: Tưởng Trì Hoài | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong bài báo "Giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác cho lò chợ vỉa 6 cánh Đông tại Mỏ Than Mạo Khê", tác giả đã phân tích đặc điểm điều kiện địa chất của lò chợ vỉa 6 cánh Đông và đề xuất lựa chọn được giải pháp góp phần nâng cao được hiệu quả khai thác trong công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng đang được áp dụng tại lò chợ này. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác cho lò chợ vỉa 6 cánh Đông tại Mỏ Than Mạo Khê

HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác cho lò chợ vỉa 6 cánh Đông tại Mỏ Than Mạo Khê Vũ Trung Tiến1,* 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chất TÓM TẮT Nâng cao hiệu quả khai thác trong lò chợ có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc chỉ đạo điều hành và sản xuất thực tế của mỏ. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác lò chợ, trong đó phải kể đến nhóm yếu tố về điều kiện địa chất và công nghệ. Khi tiến hành lựa chọn giải pháp khai thác áp dụng cần phải phân tích đánh giá các yếu tố đó đầy đủ và rõ ràng. Tuy nhiên, do đặc thù của khai thác mỏ, trong quá trình khai thác cần có sự điều chỉnh linh hoạt và kịp thời để phù hợp với điều kiện thực tế của lò chợ nhằm đảm bảo hiệu quả tốt nhất. Lò chợ vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê thuộc vỉa dày, dốc. Công nghệ khai thác được áp dụng là công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, thực tế chỉ ra rằng sản lượng và năng suất lao động cũng như tỷ lệ thu hồi than chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Thông qua đánh giá, phân tích, kết hợp phương pháp so sánh, tổng hợp dữ liệu thu thập được tại mỏ, tác giả đã lựa chọn được giải pháp có thể nâng cao hiệu quả khai thác lò chợ này. Theo đó, giải pháp được lựa chọn là làm yếu sơ bộ trần than bằng khoan nổ mìn. Sau khi tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ cho thấy sản lượng, năng suất và tỷ lệ thu hồi than nóc đều được cải thiện. Kết quả nghiên cứu của bài báo có thể làm cơ sở để mỏ than Mạo Khê áp dụng vào thực tế sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả khai thác lò chợ vỉa 6 cánh Đông góp phần nâng cao hiệu quả khai thác cho toàn mỏ. Kết quả nghiên cứu này cũng là cơ sở để áp dụng cho những lò chợ khác có điều kiện tương tự tại mỏ than Mạo Khê. Từ khóa: giải pháp; hiệu quả khai thác; lò chợ; vỉa dày dốc; Mỏ Than Mạo Khê. 1. Đặt vấn đề Đối với công nghệ khai thác lò chợ chia lớp ngang nghiêng và dọc vỉa phân tầng, sản lượng thực tế khai thác hàng năm vào khoảng 0,45 triệu tấn, chiếm 1/3 sản lượng khai thác chung của toàn mỏ Mạo Khê (Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2020; Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, 2019). Việc áp dụng các loại hình công nghệ khai thác đã giải quyết được vấn đề về sản lượng, tăng năng suất lao động, giảm tổn thất than và nâng cao mức độ an toàn lao động so với các loại hình khai thác dạng buồng, buồng thượng trước đây (Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2020). Tuy nhiên, do điều kiện địa chất trong các khu vực vỉa dốc của khoáng sàng Mạo Khê rất phức tạp. Vỉa than có nhiều biến động về chiều dày, góc dốc, than trong vỉa thay đổi từ mềm yếu đến cứng, đá vách, đá trụ vỉa biến đổi phức tạp (Công ty than Mạo Khê - Phòng Trắc địa – Địa chất, 2019). Do đó, một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ chưa được như mong muốn như: tỷ lệ thu hồi than thấp dẫn đến các chỉ tiêu chi phí tăng cao làm tăng giá thành khai thác và ảnh hưởng đến hiệu quả công tác khai thác than của mỏ Mạo Khê (Bộ Công nghiệp, 2006; Bộ Công thương, 2011). Các yếu tố về đặc điểm điều kiện địa chất, yếu tố về kỹ thuật và công nghệ đều ảnh hưởng đến hiệu quả trong công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng cho vỉa dày và dốc (Tập đoàn Công nghiệp than - Khoáng sản Việt Nam, 2017; Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong và nnk, 2001; Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cương, 1993; Trần Văn Thanh, 2001). Việc phân tích những yếu tố và tìm được nguyên nhân ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả trong công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng đang được áp dụng cho các lò chợ ở mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh nói chung và lò chợ vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Trên thế giới và trong nước đã có những nghiên cứu nhằm làm tăng hiệu quả khai thác cho công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng. Tại vùng Quảng Ninh đã có các hướng cụ thể như nghiên cứu làm tăng tỷ lệ thu hồi than nóc nhằm giảm tổn thất than bằng giải pháp làm yếu sơ bộ trần than (Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, 2019). Giải pháp nghiên cứu nhằm tăng cường cơ giới hóa trong công tác chống giữ gương lò chợ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hồi than cũng như nâng cao mức độ an toàn trong quá trình khai thác (Đoàn Văn Kiển, 2008). Lò chợ vỉa 6 cánh Đông thuộc Mỏ than Mạo Khê là một trong những lò chợ khai thác vỉa dày, dốc và được áp dụng khai thác bằng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác * Tác giả liên hệ Email: vutrungtien@humg.edu.vn 667
do nhiều nguyên nhân khác nhau nên các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chưa đạt được như mong muốn. Trong bài báo này, tác giả đã phân tích đặc điểm điều kiện địa chất của lò chợ vỉa 6 cánh Đông và đề xuất lựa chọn được giải pháp góp phần nâng cao được hiệu quả khai thác trong công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng đang được áp dụng tại lò chợ này. Kết quả nghiên cứu của bài báo cũng là cơ sở để mỏ than Mạo Khê có thể áp dụng vào thực tế sản xuất tại lò chợ vỉa 6 cánh Đông. Đồng thời xem xét áp dụng cho những lò chợ vỉa khác có điều kiện địa chất tương tự trong mỏ. 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu 2.1. Đặc điểm điều kiện địa chất lò chợ vỉa 6 cánh Đông Mỏ Than Mạo Khê 2.1.1. Đặc điểm địa chất + Cấu tạo vỉa. Vỉa 6 cánh Đông từ T.VA đến T.VIIA mức -150/-80 có cấu tạo phức tạp, số lớp đá kẹp từ 1 đến 7 lớp, chiều dày lớp đá kẹp từ 0.05 đến 1.37m. Lớp than vách có chiều dày từ 1.29 đến 5.06m, trung bình là 3.28m. Chiều dày lớp đá kẹp từ 0.43m đến 1.28 m, trung bình là 0.84m. Chiều dày lớp đá ngăn cách giữa lớp than vách và than trụ dày từ 0.38 đến 1.37m, trung bình dày 0.77m. Tổng chiều dày trung bình của vỉa 5 m. Góc dốc trung bình của vỉa 550. + Trữ lượng - Chiều dày trung bình 5 m, chiều dài theo hướng dốc trung bình 131m, chiều dài theo phương 270m, thể trọng 1.56 T/m3, tổng trữ lượng địa chất dự kiến 660.090 tấn. + Đặc điểm đá vách vỉa. Vách giả là đá sét kết, đá sét than dày từ 0.6 ÷1.5m, trung bình là 1m (f =2 ÷ 4). Đặc điểm của lớp vách giả là tương đối mềm yếu, gặp nước dễ bị trương lở. Vách trực tiếp là bột kết màu xám tro phân lớp mỏng đến trung bình có xen kẹp sét kết f = 4 ÷ 8, độ nứt nẻ cao, chiều dày biến đổi từ 6.20 ÷ 15.00m, trung bình 10.6 m. Vách cơ bản là đá bột kết và đá cát kết phân lớp vừa đến dày, rắn chắc có độ cứng f = 8 ÷12, chiều dày biến đổi từ 42 ÷ 100m, trung bình 81m. + Đặc điểm đá trụ vỉa. Trụ giả là đá sét kết xen kẹp các lớp than mỏng, tương đối mềm yếu, gặp nước dễ bị trương lở, bóc lớp gây bùng nền, f = 2 ÷ 4. Chiều dày từ 0.5 ÷ 1.1 m, trung bình là 0.8 m. Trụ trực tiếp là sét, bột kết độ cứng từ f= 4÷ 8. Nhiều vị trí tiếp giáp trụ vỉa than và than lớp trụ bị uốn đảo không ổn định, đôi chỗ là lớp than cám cuộn mềm bở vò nhàu, than bị ép nén bở rời, cuộn vỉa (Công ty than Mạo Khê - Phòng Trắc địa – Địa chất, 2020). 2.1.2. Sơ đồ vị trí khu vực lò chợ vỉa 6 cánh Đông Từ tuyến VA đến tuyến VIIA địa hình có cốt cao từ 97 ÷ 356m, khu vực này đã khai thác từ mức – 80/LV. Phần đầu lộ vỉa đã khai thác lộ vỉa và đã được hoàn thổ môi trường. Mức -80 đã đào lò dọc vỉa đá, có các cúp với chiều dài khoảng cách giữa các cúp từ 110 ÷ 130m. Mức - 150 đã đào lò dọc vỉa đá, có các cúp với chiều dài khoảng cách giữa các cúp từ 110 ÷ 240. Sơ đồ vị trí lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê được thể hiện trên hình 1 Hình 1. Sơ đồ vì trí lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê (Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2019). 668
2.2. Công nghệ khai thác lò chợ vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê 2.2.1. Sơ đồ công nghệ khai thác và tổ chức sản xuất lò chợ vỉa 6 cánh Đông + Sơ đồ công nghệ khai thác Từ các lò dọc vỉa đào trong đá mức -80 và mức -150, tiến hành đào lò thượng trong đá, từ đó đào các cúp đá vào gặp vỉa than tương ứng với chiều cao mỗi phân tầng. Tiếp tục đào các lò dọc vỉa phân tầng ra đến biên giới của ruộng mỏ để chuẩn bị khai thác mỗi phân tầng từ biên giới về trung tâm. Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ vỉa 6 cánh Đông được thể hiện tại hình 2. Hình 2. Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông Mỏ than Mạo Khê (Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2019) + Tổ chức sản xuất lò chợ Lò chợ được tổ chức sản xuất liên tục 3 ca/ngày- đêm. Công tác tổ chức sản xuất trong một chu kỳ gồm các công việc chính và được thực hiện theo trình tự sau: (1) Kiểm tra, củng cố lò DVPT; (2) Thu hồi khuôn tăng cường; Khoan lỗ mìn tại buồng khấu; (3) Làm cửa tháo than; (4) Nạp, nổ mìn, thông gió; (5) Tháo, thu hồi than của buồng khấu; (7) Cược cửa tháo, kết thúc chu kỳ khai thác một buồng khấu. Tổ chức sản xuất lò chợ được thể hiện trên hình 3 Hình 3. Tổ chức sản xuất lò chợ vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê (Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2020) 669
+ Sản lượng và năng suất thực tế lò chợ đạt được Theo thống kê tại thực tế sản xuất lò chợ, qua 6 tháng, từ tháng 4 ÷ 9 năm 2021 sản lượng và năng suất lao động trực tiếp tại lò chợ được thể hiện ở bảng 1 Bảng 1. Sản lượng và năng suất lao động trực tiếp lò chợ vỉa 6 cánh Đông (Lê Văn Văn, 2022) Sản lượng Năng suất lao động Tháng Ghi chú (tấn/tháng) (tấn/công) 4 9492.6 6.3 5 9794 6.5 6 10246 6.8 7 10698 7.1 8 11300 7.5 9 10999 7.3 2.2.2. Đánh giá một số tồn tại ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác Công nghệ khai thác chia lò dọc vỉa phân tầng áp dụng có kết quả tốt trong điều kiện địa chất phức tạp tại Công ty than Mạo Khê nói chung và diện Vỉa 6 Đông mức -150/-80 nói riêng. Tính trong giai đoạn từ năm 2012 đến nay, sản lượng than khai thác từ các lò chợ dọc vỉa phân tầng luôn chiếm tỉ lệ từ 30 ÷ 50% trong tổng sản lượng than khai thác hàng năm của toàn mỏ. Mặc dù đã đáp ứng được một phần yêu cầu của sản xuất, tuy nhiên công nghệ này vẫn còn một số tồn tại làm ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác lò chợ này: - Tỷ lệ tổn thất than lớn từ 30,8 ÷ 34,7%; Điều này cần thiết phải nghiên cứu đưa ra thêm các giải pháp điều khiển trần than phù hợp, nhằm có nhiều phương án lựa chọn phù hợp, nâng cao hơn nữa hiệu quả áp dụng công nghệ. - Chiều cao phân tầng khai thác lớn; - Số phân tầng khai thác đồng thời nhiều, từ 2 ÷ 5 phân tầng. Thực tế, do than nóc không sập đổ triệt để trong một lần thu hồi nên Công ty thường huy động từ 2 ÷ 5 phân tầng khai thác. Khi trần than tại các khu vực lò chợ này chưa sập đổ sẽ chuyển sang khai thác ở 02 phân tầng khác để có thời gian chờ đợi trần than sập đổ. Tuy nhiên số phân tầng khai thác nhiều sẽ làm phức tạp hóa công tác chuẩn bị sản xuất và bố trí lao động. 2.3. Đề xuất và lựa chọn giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác cho lò chợ vỉa 6 cánh Đông 2.3.1. Đề xuất các giải pháp Khi khai thác các vỉa dày, dốc bằng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phần tầng, các nước trên thế giới và trong nước đã có một số giải pháp kỹ thuật và công nghệ nhằm làm tăng hiệu quả trong quá trình khai thác lò chợ. Cụ thể bao gồm hai nhóm giải pháp sau đây: * Giải pháp 1: Nhóm giải pháp làm yếu sơ bộ trần than Nhóm giải pháp này chủ yếu nhằm làm giảm tỷ lệ tổn thất than trong quá trình khai thác lò chợ bằng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng. Bản chất của nhóm giải pháp này là tiến hành làm yếu sơ bộ trần than (than nóc) của các phân tầng, làm cho than dễ sập đổ khi tiến hành thu hồi. Tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể, nhóm giải pháp làm yếu sơ bộ trần than có ba giải pháp chính như sau: + Làm yếu sơ bộ trần than bằng bơm ép nước Bản chất của giải pháp này là khoan các lỗ khoan dài vào trần than ở phạm vi ở phía trước gương khai thác sau đó sử dụng máy bơm, hệ thống đường ống cao áp bơm ép nước vào trong khối than từ các lỗ khoan trên để phá vỡ trạng thái nguyên sinh và giảm độ bền của khối than tới giới hạn thuận lợi cho công tác thu hồi than hạ trần sau này. + Làm yếu sơ bộ trần than bằng máy rung, máy tạo sóng phân cực Bản chất của giải pháp là sử dụng máy rung lắp đặt ở các đường đào trong trần than tại vùng áp lực tựa, cách gương khai thác từ 15 ÷ 20m tạo ra các sóng ngang, gây biến và làm phá hủy khối than nguyên. ưu điểm của giải pháp này là an toàn trong điều kiện mỏ có khí và bụi nổ do không sử dụng thuốc nổ; mức độ cơ giới hóa cao nên cho phép tăng sản lượng và năng suất lao động. Nhược điểm của giải pháp là kích thước khối than hạ trần không đồng đều; trong điều kiện vỉa than mềm, hiệu quả của giải pháp thấp. + Làm yếu sơ bộ trần than bằng giải pháp khoan nổ mìn Giải pháp khoan nổ mìn làm yếu sơ bộ trần than là giải pháp được áp dụng phổ biến nhất tại các mỏ hầm lò trên thế giới và trong nước để cải thiện tỷ lệ thu hồi than hạ trần khi khai thác vỉa dốc. Việc làm yếu sơ bộ trần than bằng khoan nổ mìn có thể thực hiện trực tiếp trong gương khai thác, từ lò dọc vỉa thông gió và vận tải hoặc từ các đường lò đào trong trần than ở phía trước gương khai thác. Năm giải pháp thường được 670
áp dụng như sau: - Khoan nổ mìn làm yếu trần than tại gương khai thác; - Khoan nổ mìn trong lỗ khoan đường kính lớn; - Khoan nổ mìn đồng thời vào nóc và nền lò; - Khoan nổ mìn trong các lỗ khoan dài; - Khoan bắn phá hỏa thượng trụ, kết hợp lỗ khoan ngắn tại các lò dọc vỉa. * Giải pháp 2: Đổi mới công nghệ chống giữ Thực tế chỉ ra rằng, một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả khai thác bằng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phần tầng là công nghệ chống giữ trong lò dọc vỉa vỉa phân tầng (đồng thời là gương khai thác). Tại nhiều lò chợ khai thác bằng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng ở các nước trên thế giới như Trung Quốc, Nga đã sử dụng giàn chống cơ giới hóa nhằm nâng cao hiệu quả chống giữ, nâng cao tỷ lệ thu hồi than nóc cũng như nâng cao được an toàn trong quá trình khai thác lò chợ (Tập đoàn Công nghiệp than - Khoáng sản Việt Nam - Hội đồng quản trị phê duyệt tại quyết định số 2095/QĐ-HĐQT ngày 5/9/2007, 2007). Tại Việt Nam, công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng và công nghệ khai thác chia lớp bằng chống giữ bằng giàn chống cơ giới hóa đã được áp dụng thử nghiệm. Trong đó, công nghệ khai thác lò dọc vỉa phần tầng chống giữ bằng giàn KDT-2 được áp dụng cho điều kiện vỉa dày từ 5.6 ÷ 8 m, chiều cao phân tầng 12.5m tại Hạ Long. Công nghệ khai thác chia lớp bằng, chống giữ bằng giàn KDT-1 được áp dụng cho điều kiện vỉa dày từ 6 ÷ 10m, chiều cao phân tầng 8m tại Vàng Danh. Kết quả áp dụng mặc dù chưa thành công do nhiều nguyên nhân khác nhau, nhưng cũng là cơ sở và đã tạo điều kiện tốt cho ngành mỏ trong nước tiếp cận với công nghệ chống giữ bằng giàn chống cho các gương lò chợ ngắn áp dụng để khai thác các vỉa dày, dốc (Phạm Thành Công, 2019). 2.3.2. Lựa chọn giải pháp hợp lý cho điều kiện hiện tại lò chợ vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê Hai nhóm giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả khai thác cho lò chợ vỉa 6 đã nêu trên. Trong đó, nhóm giải pháp 2 áp dụng công nghệ chống giữ bằng giàn chống đã thử nghiệm tại mỏ than Hạ Long và Vàng Danh, qua đánh giá và phân tích khi áp dụng tại vùng Quảng Ninh vẫn tồn tại một số nhược điểm như sau: (1) giàn chống có kích thước, khối lượng lớn, chưa phù hợp với điều kiện không gian hạn chế của lò dọc vỉa phân tầng, thường bị xô lệch; (2) đồng bộ thiết bị nhập từ nước ngoài, nên trong quá trình khai thác, một số chi tiết của giàn chống bị hỏng không có vật tư thay thế kịp thời, phải chờ đợi làm mất tính liên tục và gây ảnh hưởng đến sản xuất; (3) chiều dày vỉa thay đổi mạnh theo hướng giảm đi, biến động theo đường phương lớn, các giàn chống liên kết mảng với nhau nên hạn chế khả năng khấu vê, dẫn đến lò chợ không thay đổi hướng kịp thời nên phải khấu cắt đá trụ, đá vách làm ảnh hưởng tới hiệu quả khai thác lò chợ; (4) bên cạnh đó, do đặc thù khai thác vỉa dốc, tầng phía trên đã khai thác, nên lò chợ bị nước từ địa hình chảy vào gây lún giàn chống và khó khăn cho công tác thu hồi than tại máng cào sau; (5) lò dọc vỉa chống hình vòm, diện tích đào không lớn, để đảm bảo cho giàn chống làm việc phải thực hiện chống chuyển đổi và khấu chống mở rộng lò dọc vỉa sang chống gỗ hình chữ nhật. Thời gian thực hiện dài, lượng gỗ sử dụng để chèn kích nóc trong quá trình chống xén lớn, khi di chuyển giàn chống theo tiến độ, lượng gỗ này rơi xuống gây chèn lấp cửa tháo thu hồi than; (6) quá trình di chuyển giàn, do tác động của áp lực hai bên hông lò, đồng thời cũng do công tác chống mở rộng chưa thực sự đảm bảo yêu cầu, các giàn chống bị xô vào phía trong lòng lò dọc vỉa, dẫn đến khoảng cách phía trong giữa hai giàn chống (cũng là chiều rộng cửa tháo) bị thu hẹp, chỉ còn từ 0.2 ÷ 0.4 m, nhỏ hơn nhiều so với thiết kế (0.75 ÷ 0.8 m), gây cản trở cho công tác thu hồi, thậm chí không thu hồi được. Lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông Mỏ than Mạo Khê đã đang khai thác, việc đào các đường lò dọc vỉa phân tầng đã hoàn thành, do đó để áp dụng giải pháp 2 nhằm thay đổi công nghệ chông giữ cần phải cải tạo toàn bộ hệ thống đường lò, điều này đòi hỏi chi phí và thời gian, dẫn đến gián đoạn sản xuất cho mỏ. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả khai thác, cần lựa chọn nhóm giải pháp 1, tức là làm yếu sơ bộ than nóc (trần than). Trong nhóm giải pháp này có các giải pháp có thể áp dụng, thông qua đánh giá và dựa vào điều kiện thực tế cho lò chợ mức -80/150 vỉa 6 cánh Đông, nghiên cứu này đã lựa chọn giải pháp làm yếu sơ bộ trần than tại lò thượng trụ và lò dọc vỉa phân tầng bằng các lỗ khoan ngắn. Giải pháp này được lựa chọn dựa trên cơ sở điều kiện hiện có của mỏ về hiện trạng, trang thiết bị và kỹ thuật công nghệ. 2.3.3. Sơ đồ công nghệ khai thác lựa chọn Từ lò xuyên vỉa hai mức thông gió -80 và vận tải -150 đào lò dọc vỉa trong đá trụ vỉa 6, sau đó từ lò dọc vỉa đá mở các cúp xuyên vỉa vào gặp các vỉa than. Từ lò dọc vỉa đá mức -150 mở thượng đá trung tâm lên gặp mức -80 tại cúp số 10. Tiếp đó từ thượng đá trung tâm thi công các cúp nghiêng vào gặp vỉa ở các mức -89, -101, -114, và -128 tương ứng với chiều cao giữa các phân tầng tại khu khai thác từ 12 ÷ 14m (trung bình 13m). Từ các điểm gặp vỉa tiến hành mở các lò dọc vỉa phân tầng về hai cánh tới biên giới của khối khai thác. Sau khi đã chuẩn bị như trên, công tác khai thác tại các phân tầng được tiến hành theo trình tự từ 671
trên xuống dưới, tại mỗi phân tầng thực hiện khai thác theo hướng khấu giật từ phía biên giới về phía thượng đá Trung tâm. Trong quá trình khai thác ở các phân tầng, thực hiện giải pháp nổ mìn làm yếu sơ bộ trần than từ các lò thượng xiên chéo bám trụ phía trước gương lò chợ. Hộ chiếu chống các đường lò chuẩn bị của khu vực thiết kế, như sau: - Lò dọc vỉa trong đá mức -80 và -150 và các cúp xuyên vỉa đào theo tiết diện hình vòm, diện tích đào 11m², diện tích sử dụng 9.1m², chống giữ bằng thép SVP-22, bước chống 0.8m/vì. - Thượng đá trung tâm mức -150 ÷ -80 và các cúp nghiêng đào trong đá trụ vỉa 6 theo tiết diện hình vòm, diện tích đào 11m², diện tích sử dụng 9.1m², chống giữ bằng thép SVP-22, bước chống 0.8m/vì. - Lò dọc vỉa phân tầng các mức đào trong than, bám trụ vỉa theo tiết diện hình vòm, diện tích đào 7.2 m², diện tích sử dụng 5.8 m², chống giữ bằng thép SVP-22, bước chống 0.7m/vì. Chống khuôn tăng cường bằng ray P24 kết hợp gỗ đoản Ø14 ÷16m. - Các lò thượng xiên chéo bám trụ thực hiện công tác khoan nổ mìn làm yếu sơ bộ trần than được đào theo tiết diện hình thang, chống gỗ, diện tích đào 4.5m², diện tích sử dụng 3.3m², bước chống 0.6m/vì và được đánh khuôn tăng cường. Sơ đồ công nghệ khai thác lựa chọn được thể hiện trên hình 4. Hình 4. Sơ đồ công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng tại vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê (làm yếu sơ bộ trần than tại lò thượng trụ và lò dọc vỉa phân tầng bằng các lỗ khoan ngắn) (Lê Văn Văn, 2022). 2.3.4. Một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ được thể hiện tại bảng 2 Bảng 2. Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê (sau khi áp dụng giải pháp làm yếu sơ bộ trần than) (Lê Văn Văn, 2022) TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Khối lượng 1 Chiều dày vỉa trung bình m 5.0 2 Góc dốc vỉa trung bình độ 55 3 Chiều cao phân tầng khai thác trung bình m 13 4 Chiều dày lớp than hạ trần trung bình m 17 5 Trọng lượng thể tích của than T/m³ 1,56 6 Hệ số kiên cố của than f 12 7 Tiến độ khai thác một chu kỳ ở lò dọc vỉa phân tầng m/chu kỳ 2,9 8 Số ca khai thác trong một ngày đêm ca 3,0 9 Hệ số hoàn thành chu kỳ - 0,8 10 Sản lượng than khai thác ngày đêm của một phân tầng T 288.4 11 Sản lượng than khai thác một tháng của một phân tầng T 7040 12 Công suất lò chợ (khi khai thác hai phân tầng) T/năm 110.000 13 Số công nhân lò chợ một ngày đêm người 60 14 Năng suất lao động trực tiếp T/công 8,5 672
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Khối lượng 15 Chi phí thuốc nổ cho 1000 T than khai thác kg 26,35 16 Chi phí kíp nổ cho 1000 T than khai thác cái 76.28 17 Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000 T than khai thác kg 8,7 18 Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 T than khai thác m 11,08 19 Chi phí gỗ cho 1000 T than khai thác m³ 4,5 20 Tổn thất than theo công nghệ % 22,4 3. Kết quả và thảo luận - Kết quả thống kê sản lượng và năng suất lao động thực tế của sơ đồ công nghệ lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông (chưa áp dụng giải pháp) tại bảng 1 chỉ ra rằng, trong sáu tháng (từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2021), sản lượng và năng suất lao động cao nhất vào tháng 8 (tương ứng sản lượng đạt 11300 tấn, năng suất đạt 7.5 tấn/công). Sản lượng và năng suất lao động thấp nhất vào tháng 4 (tương ứng sản lượng đạt 9492.4 tấn, năng suất lao động đạt 6.3 tấn/công). - Kết quả tính toán một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ công nghệ lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông sau khi áp dụng giải pháp làm yếu sơ bộ trần than tại lò thượng trụ và các lò dọc vỉa bằng các lỗ khoan ngắn được thể hiện tại bảng 2. Theo đó, sản lượng và năng suất lao động đạt được đều cao hơn so với sơ đồ công nghệ trước khi áp dụng giải pháp, cụ thể, kết quả tính toán sản lượng đạt được 12807.5 tấn/tháng, năng suất lao động 8.5 tấn/công. Như vậy, kết quả tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ công nghệ sau khi áp dụng giải pháp làm yếu sơ bộ trần than mang lại hiệu quả tốt hơn, tổn thất than giảm. 4. Kết luận - Để nâng cao hiệu quả khai thác trong sơ đồ công nghệ khai thác cho điều kiện lò chợ mức -80/-150 vỉa 6 cánh Đông, trên cơ sở kinh nghiệm làm yếu trần than tại các mỏ hầm lò trong và ngoài nước và để phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các lò chợ dọc vỉa phân tầng, cũng như hiện trạng về trình độ công nghệ, trang thiết bị hiện có tại Mỏ than Mạo Khê, tác giả đã nghiên cứu, phân tích và lựa chọn giải pháp làm yếu sơ bộ trần than (than nóc) bằng nổ mìn trong các lỗ khoan ngắn từ lò dọc vỉa phân tầng, phá hỏa bắn phá thượng trụ nhằm nâng cao tỷ lệ thu hồi và giảm tổn thất than trong lò chợ dọc vỉa phân tầng. - Trên cơ sở giải pháp đã lựa chọn để nâng cao hiệu quả sơ đồ công nghệ khai thác cho vỉa 6 cánh Đông, nhằm triển khai ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất, tác giả đã tiến hành lập thiết kế áp dụng giải pháp trong điều kiện cụ thể là lò chợ dọc vỉa phân tầng mức -150 ÷ -80 vỉa 6 cánh Đông. Kết quả tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đều cho thấy hiệu quả hơn so với sơ đồ chưa áp dụng giải pháp làm yếu sơ bộ trần than. - Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, Mỏ than Mạo Khê triển khai áp dụng vào thực tế sản xuất cho lò chợ mức -80/150 vỉa 6 cánh Đông. Đồng thời, theo dõi, đánh giá hiệu quả thực tế của nó, từ đó có thể áp dụng cho các lò chợ khác có điều kiện địa chất tương tự trong toàn mỏ. Lời cảm ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, Phòng Trắc địa- Địa chất cũng như Ban Giám Đốc Công ty than Mạo Khê đã tạo điều kiện, cung cấp dữ liệu, khảo sát hiện trường để hoàn thiện bài báo này. Tài liệu tham khảo Bộ Công nghiệp, 2006. Quy phạm kỹ thuật an toàn trong các hầm lò than và diệp thạch TCN-14-06- 2006, Hà Nội, Việt Nam. Bộ Công thương, 2011. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong khai thác than hầm lò (QCVN 01: 2011/BCT), Hà Nội, Việt Nam. Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2020. Báo cáo khối lượng mỏ Công ty than Mạo Khê - TKV các năm từ 2017÷2020, Uông Bí, Quảng Ninh. Công ty than Mạo Khê - Phòng Trắc địa – Địa chất, 2019. Báo cáo đặc điểm điều kiện địa chất các vỉa dốc mỏ than Mạo Khê, Uông Bí, Quảng Ninh. Công ty than Mạo Khê - Phòng Trắc địa – Địa chất, 2020. Báo cáo đặc điểm điều kiện địa chất vỉa 6 cánh Đông mỏ than Mạo Khê, Uông Bí, Quảng Ninh. Công ty than Mạo Khê - Phòng Kỹ thuật Công nghệ mỏ, 2019. Hộ chiếu thi công đào lò, khai thác diện vỉa 6 cánh Đông mức-150/-80 của Công ty than Mạo Khê - TKV, Uông Bí, Quảng Ninh. Đoàn Văn Kiển, 2008. Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khai thác và thiết kế, chế tạo loại dàn 673
chống tự hành phù hợp áp dụng đối với điều kiện địa chất các vỉa dày, độ dốc đến 350 tại vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ, Hà Nội. Lê Văn Văn, 2022. Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng lò chợ mức -150/- 80 Vỉa 6 Đông tại Công ty than Mạo Khê - TKV. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường đại học Mỏ- Địa chất, Hà Nội, 110 trang. Phạm Thành Công, 2019. Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khai thác cho vỉa dày, dốc đứng khu I vỉa 7 mức -130 ÷ -300 Công ty Cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường đại học Mỏ- Địa chất, Hà Nội, 115 trang. Tập đoàn Công nghiệp than - Khoáng sản Việt Nam, 2017. Hướng dẫn áp dụng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng cho các mỏ than hầm lò thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam. Ban hành theo Quyết định số: 754/QĐ-TKV ngày 27/7/2017 V/v Ban hành “Hướng dẫn Áp dụng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng cho các mỏ than hầm lò thuộc tập đoàn công nghiệp than-Khoáng sản Việt Nam”, Hà Nội, Việt Nam. Tập đoàn Công nghiệp than - Khoáng sản Việt Nam - Hội đồng quản trị phê duyệt tại quyết định số 2095/QĐ-HĐQT ngày 5/9/2007, 2007. Dự án đầu tư khai thác phần dưới mức -50 Mỏ Than Hà Lầm, Hạ Long, Quảng Ninh. Trần Văn Huỳnh, Đỗ Mạnh Phong và nnk, 2001. Mở vỉa và khai thác hầm lò khoáng sàng dạng vỉa. Nhà xuất bản giao thông vận tải. Hà Nội, Việt Nam, 269 trang. Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cương, 1993. Công nghệ khai thác hầm lò, Tập I, II, III, Bài giảng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Trần Văn Thanh, 2001. Công nghệ khai thác mỏ hầm lò, Giáo trình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Trần Văn Thanh, 2004. Công nghệ và cơ khí hoá khai thác than hầm lò, Giáo trình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Viện KHCN Mỏ, 2019. Báo cáo điều chỉnh Nghiên cứu hoàn thiện một số giải pháp công nghệ khai thác lò chợ chia lớp ngang nghiêng tại Công ty than Mạo Khê - TKV và thiết kế áp dụng cho điều kiện cụ thể, Hà Nội. ABSTRACT Solutions to improve mining efficiency for the longwall in Seam 6 at East Side of Mao Khe Coal Mine Vu Trung Tien1,* 1 Hanoi University of Mining and Geology Improving mining efficiency in the longwall is extremely important in directing the operation and actual production of the mine. There are many factors affecting the efficiency of longwall exploitation, including the group of factors on geological conditions and technology. When choosing a mining solution to apply, it is necessary to analyze and evaluate those factors fully and clearly. However, due to the characteristics of mining, during the mining process, it is necessary to make flexible and timely adjustments to match the actual conditions of the longwall to ensure the best efficiency. The longwall in Seam 6 at East Side of Mao Khe Coal Mine belongs to the thick, sloping seams. The fact shows that the output and labor productivity, as well as the coal recovery rate, have not met the requirements. Through assessment, analysis, combined with methods of comparison and synthesis of data collected at the mine, the author has selected a solution that can improve the efficiency of this longwall. Accordingly, the chosen solution is to preliminarily weaken the top coal by drilling and blasting. After calculating the technical and economic indicators of the longwall, the output, productivity and recovery rate of top coal have all been improved. The research results of the article can serve as a basis for Mao Khe Coal Mine to apply in actual production in order to improve the efficiency of exploitation of the longwall in Seam 6 at East Side, contributing to improving the mining efficiency for the whole mine. This research result is also the basis to apply to other longwalls with similar conditions at Mao Khe Coal Mine. Keywords: solution; exploitation efficiency; longwall; thick sloping seams; Mao Khe Coal Mine. 674