Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm ZRY tại V8 Công ty than Uông Bí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm ZRY tại V8 Công ty than Uông Bí" trình bày các nội dung chính sau: Đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm loại ZRY tại V8 (43) Công ty than Uông Bí; Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn mềm ZRY và khả năng nhân rộng áp dụng tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm ZRY tại V8 Công ty than Uông Bí

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH ---------------------- PHẠM VĂN HUÂN GÔ XUÂN TUYÊN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN GẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TĂNG CÔNG SUẤT LÒ CHỢ XIÊN CHÉO SỬ DỤNG GIÀN CHỐNG MỀM ZRY TẠI V8 CÔNG TY THAN UÔNG BÍ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
QUẢNG NINH - 2019 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH ---------------------- PHẠM VĂN HUÂN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN GẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TĂNG CÔNG SUẤT LÒ CHỢ XIÊN CHÉO SỬ DỤNG GIÀN CHỐNG MỀM ZRY TẠI V8 CÔNG TY THAN UÔNG BÍ Ngành: Khai thác mỏ Mã số: 62520603 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. KHƯƠNG PHÚC LỢI QUẢNG NINH – 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, do chính tác giả thực hiện và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Quảng Ninh, ngày tháng 08 năm 2019 Tác giả luận văn Phạm Văn Huân Ngô Xuân Tuyên 3
MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN..................................................................................3 MỞ ĐẦU.............................................................................................. 10 CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC THI CÔNG.............................................................................................................13 1.1. Khái quát chung khu vực lò chợ chống giàn mềm ZRY.......13 1.1.1. Vị trí địa lý......................................................................................................................13 1.1.2. Địa hình...........................................................................................................................13 1.1.3. Khí hậu............................................................................................................................13 1.1.4. Lịch sử thăm dò và khai thác khu mỏ.............................................................................13 1.2. Đặc điểm địa chất khu vực...................................................... 15 1.2.1. Đặc điểm địa tầng...........................................................................................................15 1.2.2. Đặc điểm kiến tạo...........................................................................................................15 1.2.3. Địa chất thủy văn............................................................................................................15 1.2.4. Địa chất công trình..........................................................................................................17 1.2.5. Đặc điểm cấu tạo vỉa than...............................................................................................17 1.2.6. Đặc điểm khí mỏ.............................................................................................................18 1.2.7. Nhận xét..........................................................................................................................18 1.3. Kết luận..................................................................................... 18 CHƯƠNG 2......................................................................................... 18 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA DỐC BẰNG GIÀN CHỐNG MỀM TẠI CÁC MỎ TRONG TKV. 18 2.1.4. Công ty than Nam Mẫu..........................................................................................19 2.1.5. Công ty than Vàng Danh.......................................................................................20 2.1.6. Công ty than Quang Hanh..................................................................................... 20 2.1.7. Công ty than Hạ Long............................................................................................21 ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÔNG NGHỆ KHAI THÁC SỬ DỤNG GIÀN CHỐNG MỀM ZRY VỚI CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CÙNG ĐIỀU KIỆN.......................................................................................21 2.1.8. Ưu điểm của công nghệ:....................................................................................21 2.1.9. Nhược điểm và một số tồn tại của công nghệ:.......................................................25 2.2. Khái quát chung về các loại giàn chống mềm ZRY..............25 2.2. Kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống 4
mềm ZRY tại Công ty than Uông Bí........................................................27 2.2.1. Công tác chuẩn bị và khấu gai đoạn 1............................................................................31 2.2.2. Công tác chuẩn bị và khấu giai đoạn 2...........................................................................36 2.2.3 Nhận xét...........................................................................................................................40 2.3. Đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY tại lò chợ vỉa 8(43) khu Tràng Khê ................................................................................................. 41 2.4. Nhận xét.................................................................................... 44 CHƯƠNG 3 HOÀN THIỆN giẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TĂNG CÔNG SUẤT LÒ CHỢ XIÊN CHÉO CHỐNG GIỮ BẰNG GIÀN MỀM ZRY VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CHO CÁC MỎ HẦM LÒ QUẢNG NINH.................44 3.1. Các yếu tố ảnh hưởng và điều kiện áp dụng của sở đồ công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY.......................................44 3.2. Hoàn thiện các thông số của sở đồ công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm để tăng công suất lò chợ......................................49 3.2.1. Hoàn thiện các thông số của sơ đồ chuẩn bị...................................................................49 3.2.2. Hoàn thiện các thông số hệ thống khai thác................................................................... 54 3.3. Hoàn thiện công tác tổ chức khai thác lò chợ, xây dựng biểu đồ tổ chức sản xuất lò chợ.........................................................................56 3.4. Hoàn thiện hộ chiếu khoan nổ mìn khai thác lò chợ và công tác điều kiển giàn chống............................................................................61 3.5. Tính toán các thông số hoàn thiện công nghệ khai thác để tăng công suất lò chợ................................................................................. 63 3.5.1. Các thông số địa chất - kỹ thuật lò chợ thiết kế..............................................................63 3.5.2. Tính toán hộ chiếu chống giữ lò chợ..............................................................................63 3.5.3. Hộ chiếu khoan nổ mìn khai thác...................................................................................67 3.5.4. Công tác tổ chức sản xuất...............................................................................................69 3.5.5. Tính toán một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ........................................................... 70 3.6. Khả năng áp dụng công nghệ cho các mỏ hầm lò tại Quảng Ninh.............................................................................................................76 3.7. Nhận xét................................................................................... 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................ 80 5
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................. 81 6
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Kỹ hiệu TT Ý nghĩa (chữ viết đầu đủ) (chữ viết tắt) 1 BĐTC Biểu đồ tổ chức 2 KHCN Khoa học công nghệ 3 KNM Khoan nổ mìn 4 KTKT Kinh tế kỹ thuật 5 SĐCN Sơ đồ công nghệ 6 TKBVTC Thiết kế bản vẽ thi công 7 TG-VT Thông gió vận tải 8 TKV Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt 9 Vinacomin Nam 7
DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Tính chất cơ lý của nham thạch....................................... 17 Bảng 2.1 - Mã hiệu giàn chống mềm ZRY và phạm vi áp dụng về chiều dày.........................................................................................................26 Bảng 2.2 - Thông số kỹ thuật của một số mã hiệu giàn chống cơ sở loại ZRY......................................................................................................... 27 Bảng 2.3. Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZRY20/30L................29 Bảng 2.4 – Tổng hợp sản lượng, năng suất lao động tại lò chợ 8(43)- 3.......................................................................................................................38 Bảng 2.5 - Tổng hợp một số chỉ tiêu KTKT đạt được của lò chợ 8(43)-3.............................................................................................................38 Bảng 2.6 - Giá thành phân xưởng lò chợ 8(43)-3............................. 39 Bảng 3.1. Điều kiện áp dụng công nghệ sử dụng giàn chống mềm ZRY20/30L.....................................................................................................48 Bảng 3.2. Bảng tổng hợp các thông số của hệ thống khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ dạng xiên chéo, sử dụng giàn chống mềm ZRY................................................................................................................ 55 Bảng 3.3. Nhân lực khai thác lò chợ theo biểu đồ tổ chức sản xuất hoàn thiện.......................................................................................................58 Bảng 3.4. Bảng tổng hợp vật tư, thiết bị chống giữ lò chợ..............67 Bảng 3.7. Tổng hợp khối lượng các đường lò chuẩn bị cho khu vực lò chợ...............................................................................................................73 Bảng 3.8. Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ................................75 Bảng 3.9. Điều kiện áp dụng công nghệ sử dụng giàn chống mềm ZRY................................................................................................................ 77 Bảng 3.10. Tổng hợp trữ lượng có khả năng áp dụng CNKT sử dụng giàn mềm ZRY.....................................................................................77 8
DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1 - Giàn chống mềm loại ZRY ..............................................26 Hình 2.2. Giàn chống mềm ZRY20/30L áp dụng tại mỏ than Uông Bí..................................................................................................................... 28 Hình 2.3. Không gian chống giữ và công tác khấu than của lò chợ sử dụng giàn chống mềm loại ZRY20/30L (a, b, c, d, e, f).........................30 Hình 2.4. SĐCN khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm loại ZRY20/30L tại Uông Bí.................................................... 30 Hình 2.5: Hộ chiếu khoan nổ mìn khấu gương lò chợ....................33 Hình 2.6: Biểu đồ tổ chức chu kỳ khai thác lò chợ 1 chu kỳ...........34 Hình 2.7: Biểu đồ bố trí nhân lực chu kỳ khai thác lò chợ 1 chu kỳ .........................................................................................................................35 Hình 2.8. Sơ đồ vị trí khai thác lò chợ ..............................................37 Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, gương lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY............................... 52 Hình 3.2: Sơ đồ hoàn thiện công nghệ khấu.....................................53 Hình 3.2. Sơ đồ tổ chức khấu gương lò chợ hoàn thiện...................59 Hình 3.3 biểu đồ tổ chức khai thác lò chợ theo thiết kế...................60 Hình 3.4. Sơ đồ bố trí lỗ mìn khấu gương lò chợ .........................................................................................................................62 Hình 3.5. Hộ chiếu khai thác lò chợ xiên chéo sử dụng giàn mềm ZRY................................................................................................................ 65 9
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận văn Để khai thác các vỉa có chiều dày trung bình, góc dốc lớn ( ≥ 450), từ năm 2016 trở về trước Công ty than Uông Bí - TKV áp dụng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, lò dọc vỉa phân tầng xiên chéo và đào các lò thượng tận thu than. Nhìn chung, các công nghệ này cho sản lượng và năng xuất lao động thấp, tỉ lệ tổn thất than cao, đặc biệt là điều kiện làm việc và mức độ an toàn còn hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật an toàn. Từ năm 2016 để gải quyết các vấn đề về công nghệ cho khai thác các vỉa dốc, Công ty than Uông Bí đã kết hợp cùng với Viện KHCN Mỏ nghiên cứu áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm loại ZRY của Trung Quốc cho lò chợ mức -50/+30 V8(43) khu Tràng Khê thuộc Mỏ Tràng Bạch, vỉa có chiều dày trung bình và góc dốc lớn. Kết quả áp dụng trong thực tế khai thác lò chợ đã cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt, tổn thất than thấp (chỉ còn khoảng 16,8%) và đặc biệt là nâng cao mức độ an toàn và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân khai thác. Nhằm huy động tăng sản lượng vỉa dốc góp phần tăng sản lượng của toàn Công ty tác giả thực hiện đề tài “ Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm ZRY tại V8 Công ty than Uông Bí”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn Nghiên cứu tăng công suất lò chợ áp dụng công nghệ xiên chéo sử dụng giàn chống mềm ZRY. Nhằm giảm tổn thất than, nâng cao năng suất lao động, cài thiện điều kiện làm việc cho công nhân. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn Đối tượng là công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm loại ZRY của Trung Quốc. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là V8 (43) khu Tràng Khê thuộc Mỏ Tràng Bạch - Công ty than Uông Bí. 4. Nội dung nghiên cứu của luận văn 10
- Đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm loại ZRY tại V8 (43) Công ty than Uông Bí. - Nghiên cứu hoàn thiện giải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn mềm ZRY và khả năng nhân rộng áp dụng tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. 5. Phương pháp nghiên cứu Luận văn đã sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp tổng hợp. - Phương pháp thống kê phân tich. - Phương pháp thực nghiệm. - Phương pháp luận. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn - Phương pháp luận nghiên cứu gải pháp công nghệ tăng công suất lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY tại V8 (43) Công ty than Uông Bí. - Ý nghĩa thực tiễn giải quyết vấn đề tăng sản lượng khai thác các vỉa dốc đảm bảo hiệu quả kinh tế và an toàn lao động tại Công ty than Uông Bí. 7. Cơ sở tài liệu và cấu trúc luận văn Luận văn được xây dựng trên cơ sở các tài liệu chuyên ngành, các công trình nghiên cứu khoa học ứng dụng ở trong và ngoài nước, các tài liệu tham khảo tại thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất, các thiết kế khai thác và chống giữ của Viện khoa học công nghệ Mỏ, Công ty than Uông Bí – TKV. Cấu trúc luận văn bao gồm: Phần mở đầu, 03 chương và phần kết luận kiến nghị được trình bày trong 84 trang A4 với 15 bảng biểu và 14 hình vẽ. Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. KHƯƠNG PHÚC LỢI. Qua đây, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Ban Giám hiệu trường Đại học Công Nghiệp Quảng Ninh, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác hầm lò, Ban lãnh đạo Viện KHCN Mỏ - Vinacomin, ban lãnh đạo Công ty Than Uông Bí - TKV.... đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn đến TS. 11
KHƯƠNG PHÚC LỢI đã rất nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Đồng thời tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. 12
CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC THI CÔNG 1.1. Khái quát chung khu vực lò chợ chống giàn mềm ZRY 1.1.1. Vị trí địa lý Lò chợ 8(43)-3 thuộc vỉa 8(43) mức -50/+30 khu Tràng Khê, Mỏ Tràng Bạch thuộc địa phận xã Hoàng Quế, thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh được giới hạn bởi: - Phía Bắc: Giới hạn bởi lò DVTG trung gian mức -50; - Phía Nam: Giới hạn bởi lò DVTG mức +30; - Phía Tây: Giới hạn bởi lò thượng thông gió - vận tải mức -50/+30; - Phía Đông: Giới hạn bởi trụ bảo vệ thượng TG mức +30/ĐH. 1.1.2. Địa hình Khu mỏ có hai dạng địa hình khá rõ rệt bao gồm: - Địa hình núi thấp: Bao gồm các đồi chạy dọc phía Bắc đường 18A từ Mạo Khê đến Uông Bí. Độ cao thường từ 20 ÷ 40m. - Địa hình núi cao: Các dãy núi chính sắp xếp theo hướng vĩ tuyến hoặc á vĩ tuyến, đỉnh cao nhất +554m. Sườn núi có độ dốc từ 30 ÷ 40º thường bị chia cắt bởi những dòng suối có hướng gần Bắc - Nam và vuông góc với đường phương của nham thạch. 1.1.3. Khí hậu Khu Tràng Khê nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt. Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, lượng mưa trung bình 850 mm/năm tập trung nhiều nhất là vào các tháng 8 và 9. Nhiệt độ trung bình trong năm vào khoảng 26ºC, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau là những tháng có nhiệt độ thấp nhất, có lúc xuống đến 6,2ºC, độ ẩm trung bình từ 65 ÷ 89%. 1.1.4. Lịch sử thăm dò và khai thác khu mỏ 1. Lịch sử tìm kiếm, thăm dò Khu vực lò chợ thiết kế thuộc khoáng sàng than Tràng Bạch đã trải qua các giai đoạn tìm kiếm, thăm dò sau: - Năm 1970, "Báo cáo thăm dò tỉ mỉ mỏ than Mạo Khê -400" do Đỗ Chí Uy 13
chủ biên đã tính trữ lượng lượng đến tuyến XV và mức sâu đến -400m. - Năm 1971, "Báo cáo thăm dò tỉ mỉ khu mỏ Tràng Bạch - Uông Bí" do Nguyễn Đình Long chủ biên đã tính trữ lượng lượng từ T.XV đến T.XXV và mức sâu đến - 400m. - Năm 1979, "Báo cáo kết quả công tác thăm dò tỷ mỷ mỏ than Tràng Bạch - Uông Bí - Quảng Ninh” do Hoàng Văn Cân chủ biên đã xác định trữ lượng than đến -400m là 69.264 ngàn tấn (trữ lượng tính đến 30/12/1976). Báo cáo đã được Hội đồng xét duyệt trữ lượng khoáng sản phê duyệt tại quyết định số 77/QĐHĐ ngày 07/12/1979. - Năm 2006, Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường Than - Khoáng sản Việt Nam đã lập “Báo cáo xây dựng cơ sở dữ liệu địa chất khu mỏ than Đông Mạo Khê - Tràng Bạch - Đông Tràng Bạch - Uông Bí - Quảng Ninh”. - Năm 2010, Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường Than - Khoáng sản Việt Nam đã lập "Báo cáo tổng hợp trữ lượng, tính lại trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng, cấp tài nguyên khu mỏ than Mạo Khê" và "Báo cáo tổng hợp trữ lượng, tính lại trữ lượng và chuyển đổi cấp trữ lượng, cấp tài nguyên khu mỏ than Tràng Bạch" và đã được Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản Quốc gia công nhận theo quyết định số 113/QĐ-HĐTLKS/CĐ ngày 14/10/2010 và 766/QĐ- HĐTLKS/CĐ ngày 14/12/2010. - Năm 2013, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã cấp phép thăm dò mỏ Tràng Bạch cho TKV theo giấy phép số 1373/GP-BTNMT ngày 6/8/2013 với tổng khối lượng là 138.232mk/307LK. - Năm 2014, Công ty VITE đã lập "Tập hợp tài liệu thi công đến 31/7/2014 Đề án thăm dò mỏ Tràng Bạch phục vụ điều chỉnh dự án đầu tư mỏ Tràng Bạch - Công ty than Uông Bí" trên cơ sở hai báo cáo địa chất đã được Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản Quốc gia công nhận năm 2010 có cập nhật hiện trạng thăm dò và khai thác đến 31/7/2014. Tài liệu đã được Tổng giám đốc TKV thông qua theo quyết định số 2357/QĐ-TKV ngày 30/10/2014. Đây là tài liệu địa chất cơ sở sử dụng lập "Điều chỉnh dự án đầu tư mở rộng nâng công suất khu Tràng Khê, Uông Bí (mỏ Tràng Bạch)". 2. Lịch sử khai thác 14
Mỏ than Tràng Bạch đã được nghiên cứu và khai thác từ thời Pháp thuộc, tuy nhiên đến nay không còn tài liệu để lại. Từ năm 1997 đến nay, Công ty than Hồng Thái đã và đang tổ chức khai thác tầng lò bằng các vỉa ở khu Hồng Thái và khu Tràng Khê II - III. Năm 2012, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã cấp phép cho Công ty than Uông Bí- TKV khai thác mỏ Tràng Bạch theo giấy phép số 2128/GP-BTNMT ngày 07/12/2012. 1.2. Đặc điểm địa chất khu vực 1.2.1. Đặc điểm địa tầng Địa tầng trong khu mỏ bao gồm các trầm tích hệ Đệ tứ và các trầm tích thuộc địa tầng chứa than có tuổi (T3n-r)hg. - Nham thạch trong trầm tích Đệ tứ bao gồm các sản phẩm eluvi, deluvi, aluvi, cấu tạo bở rời, tổng chiều dày từ 5~10m. - Nham thạch trong trầm tích chứa than báo gồm: bột kết, cát kết, sạn kết, đá sét và 62 vỉa than. Các lớp đá nằm xen kẽ hoặc chuyển tiếp đột ngột. Chiều dày trung bình khoảng 600m. 1.2.2. Đặc điểm kiến tạo Ở vị trí phía Đông - Bắc của khu vực lò chợ có đứt gãy thuận Cao Bằng (F.CB). Đứt gãy này tồn tại từ tuyến XI đến qua tuyến XIVA. Đứt gãy có phương gần Tây - Đông, chiều dài đứt gẫy khoảng 2230m. Đứt gãy thuận Cao Bằng cắm Bắc, Đông Bắc, góc dốc mặt trượt thay đổi từ 60 ÷ 75º. Cự ly dịch chuyển của đất đá và các vỉa than ở hai cánh từ 80m đến 150m. 1.2.3. Địa chất thủy văn * Nước mặt: Địa hình bề mặt khu vực lò chợ thiết kế không có đối tượng chứa nước như sông, suối, ao hồ, moong lộ thiên cũ, v.v… Bề mặt địa hình dạng đồi núi có khả năng thoát nước tự chảy, do đó nước mặt không ảnh hưởng đến hoạt động khai thác lò chợ. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác, cần thường xuyên kiểm tra, theo dõi nhằm phát hiện kịp thời nguy cơ nước tích tụ trên bề mặt địa hình có thể ảnh hưởng đến hoạt động khai thác lò chợ phía dưới để có biện pháp xử lý khắc phục kịp thời. * Nước ngầm: Căn cứ vào thành phần hoá học, tính chất thuỷ lực, tính chất 15
chứa nước và đặc điểm các loại nham thạch, các nhà địa chất đã chia nước dưới đất trong khu mỏ như sau: - Nước trong trầm tích Đệ Tứ: Trầm tích Đệ tứ chủ yếu phân bố hầu khắp khu mỏ, chiều dày trầm tích biến đổi lớn. Trên các sườn núi chiều dày từ 1,5 ÷ 5m, ở các thung lũng, ven suối chiều dày từ 5,0 ÷ 10,0m đặc biệt ở vùng đồng bằng cánh Nam chiều dày lên đến 30m hoặc lớn hơn. Thành phần hoá học trong trầm tích Đệ Tứ có độ pH biến đổi từ 5,5 ÷ 6,0. Tổng độ khoáng hoá cao nhất là 0,163g/l. Nhìn chung phức hệ chứa nước trong trầm tích Đệ Tứ thuộc loại nghèo nước. - Nước trong tầng chứa than (T3 n - r) hg: được chia thành 3 phụ tầng như sau + Nước trong trầm tích (T3 n - r)3hg: Tầng chứa nước này dày khoảng 500m. Các nhịp trầm tích thuộc tướng lòng sông, chiền sông, bao gồm các lớp đá hạt thô, có các lớp mịn nằm xen kẽ. + Nước trong tầng (T3 n - r)3hg có tính chất áp lực cục bộ, chiều sâu gặp nước áp lực thường 150m -:- 200m. Nước có pH TB = 6,2, tổng độ khoáng hoá thường thấp 0,052 -:- 0,026 g/l, trung bình 0,038g/l. Nước có tên gọi: Bicácbonat - Cloruanatri - Canxi; và Clorua - Bicácbonat Natri. + Nước trong tầng (T3 n - r)2hg, nằm tiếp xúc với tầng (T3 n - r)1hg, chiều dày khoảng 1266m, chứa 50 vỉa than đạt giá trị công nghiệp. Thành phần hoá học của nước trong tầng này chủ yếu như tầng (T3 n - r)3hg. Tuy nhiên, hàm lương Mg+2 tăng lên, Fe+2 luôn có mặt. Trong một số lò cũ có hàm lượng ion SO 4-2, nhưng không cao (Max: 135,52mg/l-Lò1). Nước có tên gọi: Bicacbonnat-natri, Sunphatnatri-magie. + Nước tầng (T3 n - r)1hg là tầng chứa nước nằm dưới cùng phức hệ chứa nước trầm tích Hệ Triat - thống thượng bậc Nori -bậc Reti Hòn Gai. Chiều dày tổng cộng của lớp khoảng 600m. Nước trong trầm tích (T3 n - r)1hg thuộc loại Bicacbonat Natri - Canxi. Lưu lượng Qmax = 0,396l/s, q = 0,171l/ms, K = 0,068 m/ng. Vì tầng chứa nước (T3 n - r)1 hg tiếp xúc với tầng (T3 n - r)2 hg bằng F.B - có thể coi F.B là giải cách nước tương đối nên nước ở tầng này ít có khả năng ảnh hưởng lớn tới việc khai thác than trong khu mỏ. - Nước trong đứt gãy: Hầu hết các đứt gãy đều nằm về phía Nam khu mỏ, trừ đứt gãy F.3 nằm phía Bắc và thường cắm rất dốc. Đất đá trong các đới huỷ hoại bao gồm: bột 16
kết, đá sét, sét than và các mảnh vụn cát kết, sạn kết nằm hỗn độn. Điều đó chứng tỏ khả năng chứa nước trong các đứt gãy rất kém, đã được chứng minh khi tiến hành khoan thí nghiệm lỗ khoan LK.8A có QMax = 0,235l/s, tương ứng q = 0,00798 l/ms, KTB = 0,00749 m/ng, LK 537- T.XA có hệ số thẩm thấu, biến đổi từ 0,731m/ngđ đến 0,017m/ngđ. 1.2.4. Địa chất công trình Nham thạch trong trầm tích chứa than bao gồm các loại sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và than nằm xen kẽ nhau. Các chỉ tiêu cơ lý của nham thạch trong khu vực xem bảng 1.1. Bảng 1.1: Tính chất cơ lý của nham thạch Nham thạch TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Sạn kết Cát kết Bột kết Sét kết Cường độ kháng kG/cm 833÷2,796 208÷2,468 189÷1,771 130÷1,097 1 nén 2 1.707 1.222 529 315 Cường độ kháng kG/cm 81÷208 48÷188 23÷182 18÷123 2 kéo 2 125 104 56 39 kG/cm 84 ÷ 956 117 ÷ 729 32 ÷ 577 39 ÷ 329 3 Lực dính kết 2 485 391 148 89 2,45 ÷ 3,51 2,39 ÷ 3,32 2,44÷3,58 1,76÷3,28 4 Dung trọng g/cm3 2,62 2,65 2,67 2,61 2,56÷3,56 2,39÷3,34 2,41÷3,59 0,75÷3,35 5 Tỷ trọng g/cm3 2,69 2,72 2,75 2,71 1.2.5. Đặc điểm cấu tạo vỉa than - Lò chợ 8(43)-3 nằm trong giới hạn theo hướng dốc từ mức +30 đến -50, giới hạn theo phương từ lò thượng thông gió - vận tải mức -50/+30 số 1 đến trụ bảo vệ lò thượng TG mức +30/ĐH có chiều dài theo phương là 320m, chiều dài thẳng đứng tẩng khai thác là 75m. Trong khu vực trên, vỉa than có cấu tạo đơn giản với chiều dày riêng than từ 0,8 ÷ 3,0m, trung bình 2,2m, chiều dày toàn vỉa từ 1,9 ÷ 3,6m, trung bình 2,8m. Trong vỉa có chứa từ 0 đến 2 lớp đá kẹp, với chiều dày từ 0 ÷ 1,4 m, trung bình 0,6 m. Lớp kẹp có thành phần chủ yếu là sét kết và sét than màu xám đen, phân lớp mỏng. Vỉa than có góc dốc thay đổi từ 50 ÷ 60º, trung bình 58º thuộc loại ổn định về góc dốc. - Vách trực tiếp phía trên vỉa than là lớp sét than xen lẫn sét kết phân bố đều 17
với chiều dày từ 0,4 ÷ 1,4m, trung bình 1,0m, cường độ kháng nén trung bình 315 kG/cm² thuộc loại kém ổn định. Phía trên tập sét kết là vách cơ bản với thành phần chủ yếu là bột kết với chiều dày 11,9 ÷ 18m, trọng lượng thể tích 2,92 tấn/m², cường độ kháng nén 529 kG/cm², thuộc loại ổn định trung bình. Trụ trực tiếp là sét kết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững. 1.2.6. Đặc điểm khí mỏ - Theo Quyết định số 279/QĐ-BCT ngày 25 tháng 01 năm 2017 của Bộ trưởng Bộ Công Thương về việc “Xếp loại mỏ theo khí Mêtan năm 2017” khu vực thiết kế thuộc mức +30/-50 vỉa 8(43) được xếp loại I về khí Mêtan. 1.2.7. Nhận xét - Vỉa 8(43) khu Tràng Khê có cấu tạo đơn giản với chiều dày toàn vỉa 1,9 ÷ 3,6m, trung bình 2,8m. Trong vỉa có chứa từ 0 đến 2 lớp đá kẹp là sét than với chiều dày từ 0 ÷ 1,4 m, trung bình 0,6 m. Vỉa than có góc dốc thay đổi từ 50 ÷ 60º, trung bình 58º thuộc loại ổn định về góc dốc. - Vách trực tiếp phía trên vỉa than là lớp sét than xen lẫn sét kết phân bố đều với chiều dày từ 0,4 ÷ 1,4m, trung bình 1,0m, thuộc loại kém ổn định. Vách cơ bản với thành phần chủ yếu là bột kết với chiều dày 11,9 ÷ 18m, thuộc loại ổn định trung bình. Trụ trực tiếp là sét kết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững. Vỉa than trong khu vực khai thác được xếp loại I về khí Mê tan, các điều kiện về địa chất thủy văn, địa chất công trình ít ảnh hưởng đến công tác khai thác lò chợ. 1.3. Kết luận - Điều kiện địa chất lò chợ 8(43)-3 mức -50/+30 thích hợp áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn mềm ZRY. CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VỈA DỐC BẰNG GIÀN CHỐNG MỀM TẠI CÁC MỎ TRONG TKV 2.1.1. Công ty than Hồng Thái: Công nghệ được triển khai áp dụng vào thực tế tại lò chợ II-9-1 Công ty than Hồng Thái từ tháng 7/2015. Trong đó giai đoạn 1 khai thác phân tầng +75/+95 với chiều dài lò chợ xiên chéo 40m để làm quen với công nghệ. Sau khi khai thác lò chợ với chiều dài theo phương khoảng 40m, tiến hành khai thác giai đoạn 2 bằng cách kéo dài lò chợ phân tầng +75/+95 xuống mức 18
+40 với chiều dài lò chợ từ 80 110m. Đến tháng 7/2016 lò chợ đã kết thúc khai thác và chuyển diện sang lò chợ II-9-2 với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ tương tự như lò chợ II-9-1. Tổng hợp sản lượng khai thác, năng suất lao động và một số chỉ tiêu khác được thể hiện trong các bảng 2.1, 2.2, 2.3. Giá thành phân xưởng của công nghệ xem bảng 2.4. 2.1.2. Công ty than Uông Bí: Trên cơ sở kết quả bước đầu tại Hồng Thái, Công ty than Uông Bí đã đưa công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn mềm ZRY vào dự án điều chỉnh mỏ Tràng Bạch. Khu vực áp dụng là các vỉa dốc thuộc mức lò giếng Tràng Khê nên sơ đồ công nghệ khai thác được lựa chọn tương tự như tại Công ty than Hồng Thái. Công nghệ được triển khai áp dụng đầu tiên tại lò chợ 8(43)-4 từ tháng 7/2016. Tại khu vực áp dụng vỉa than có đặc điểm như sau: chiều dày toàn vỉa thay đổi từ 1,9 ÷ 3,6 m (trung bình 2,8 m); chiều dày riêng than thay đổi từ 0,8 ÷ 3,0 m (trung bình 2,2 m); góc dốc thay đổi từ 50 ÷ 60º (trung bình 58º); vách trực tiếp là tập sét than xen lẫn sét kết với chiều dày từ 0,4 ÷ 1,4m (trung bình 1,0m) thuộc loại kém ổn định và dễ sập đổ; vách cơ bản là tập bột kết với chiều dày 11,9 ÷ 18,0m thuộc loại ổn định và sập đổ trung bình. Trụ trực tiếp là sét kết chiều dày 0,5 ÷ 2,4m, thuộc loại kém bền vững. 2.1.3. Công ty than Mông Dương: Trên cơ sở kinh nghiệm tại Hồng Thái và Uông Bí, tháng 3/2017 Công ty Cổ phần than Mông Dương đã triển khai áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn mềm tại lò chợ VM- H10-9 mức -170/-120 vỉa H10 khu Vũ Môn. Khu vực lò chợ có điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ như sau: chiều dày vỉa thay đổi từ 1,6 ÷ 2,6m (trung bình 2,2m), góc dốc vỉa thay đổi từ 48 ÷ 50º (trung bình 49º). Vách trụ vỉa là các lớp sét kết, bột kết thuộc loại ổn định và bền vững trung bình. Lò chợ xiên chéo có chiều dài 65m và được chống giữ bằng 250 bộ giàn chống mềm loại ZRY16/34L. 2.1.4. Công ty than Nam Mẫu Cuối năm 2016, Công ty đã phối hợp với Viện KHCN Mỏ lập Dự án đầu tư dây chuyền thiết bị giàn chống mềm cho lò chợ xiên chéo khai thác vỉa than dốc và đã được Tập đoàn thông qua. Theo dự án, sẽ huy động khoảng 0,76 triệu tấn trữ lượng vỉa dốc với chiều dày từ 2,0 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º tại mỏ Than Thùng để áp dụng công nghệ; công suất lò chợ bình quân 90.000 tấn/năm; loại giàn chống mềm lựa chọn là ZRY20/35L. Khu vực áp dụng công nghệ đầu tiên tại Công ty là lò chợ lò chợ I-6A-Z1 mức +70/+120 thuộc dự án lò giếng mỏ than Nam Mẫu. Hiện tại, các đường lò chuẩn bị của lò chợ I-6A-Z1 đã thi công xong. Dự kiến vào quý III năm 2017 Công ty sẽ triển khai áp dụng công nghệ. Sản lượng than khai thác bằng công nghệ năm 2017 dự kiến khoảng 40.000 tấn. 19
2.1.5. Công ty than Vàng Danh Năm 2016, Công ty than Vàng Danh đã phối hợp với Viện KHCN Mỏ lập nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn mềm ZRY; Từ kết quả đánh giá đã lựa chọn giàn mềm mã hiệu loại ZRY20/35L để khai thác vỉa dốc có chiều dày từ 2,0 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º trong giai đoạn từ năm 2017 2022 với trữ lượng 0,5 triệu tấn, công suất trung bình 90.000 tấn/năm. Đồng bộ thiết bị lò chợ được đầu tư theo Dự án đầu tư thiết bị duy trì sản xuất năm 2017 của Công ty. Khu vực áp dụng đầu tiên là lò chợ I-6-1A mức +60 +105 vỉa 6 khu I Giếng Vàng Danh. Hiện nay, công tác đào các đường lò chuẩn bị tại khu vực áp dụng đã thực hiện xong. Dự kiến vào quý IV năm 2017 Công ty sẽ triển khai áp dụng công nghệ. Sản lượng than khai thác bằng công nghệ năm 2017 dự kiến khoảng 33.000 tấn. Ngày 22/3/2017, lò chợ bắt đầu khấu luồng đầu tiên, khi khấu theo phương được 5m thì điều kiện địa chất vỉa biến động, chiều dày vỉa chỉ còn từ 1,2 ÷ 1,6m, đôi chỗ chỉ từ 0,8 ÷ 0,9m. Chiều dày vỉa mỏng đi và nhỏ hơn giới hạn làm việc của giàn chống nên phải khoan nổ mìn cắt đá vách, công tác khai thác khó khăn, sản lượng than khai thác chỉ đạt khoảng 100 tấn/ng.đ, năng suất lao động đạt khoảng 2,0 tấn/công. Do vậy đến ngày 1/5/2017 Công ty đã quyết định dừng khấu lò chợ VM-H10-9 tháo chuyển giàn mềm sang lắp đặt tại lò chợ VM-H10-10 mức -230/- 180 vỉa H10 Vũ Môn. Hiện tại, lò chợ đã khấu được theo phương được 5m chiều dày vỉa than tại khu vực lò chợ khoảng 1,7m. Sản lượng than khai thác khoảng 200 tấn/ng.đ. Dự kiến thời gian kết thúc khai thác trong tháng 8 năm 2017. 2.1.6. Công ty than Quang Hanh Đầu năm 2017, Công ty than Quang Hanh đã phối hợp với Viện KHCN Mỏ lập dự án đầu tư đổi mới thiết bị, vật liệu chống lò chợ bằng giàn mềm phục vụ khai thác vỉa dốc tại mỏ than Ngã Hai. Theo dự án sẽ huy động khoảng 0,8 triệu tấn trữ lượng vỉa dốc có chiều dày từ 1,6 ÷ 3,5 m, góc dốc ≥ 45º tại mỏ Ngã Hai để áp dụng công nghệ với công suất lò chợ bình quân 100.000 tấn/năm; loại giàn chống lựa chọn là ZRY16/34L. Dự án đã được TKV thông qua vào tháng 6/2017. Khu vực áp dụng đầu tiên là lò chợ KN5.2.2 mức -175/-110 khu Nam. Hiện tại Công ty đang tiến hành khai thác phần trữ lượng có độ dốc vỉa