NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
ĐỘ,ƯỚ,ĐỐ,ƯỢNG
BẢO VỆ BỀ MẶT VÙNG QUẢNG NINH
PhanVănViệt
*
, Nhữ Việt Tuấn, Trần Minh Tiến
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin,3PhanĐìnhGiót,HàNội, Việt Nam
THÔNG TIN BÀI BÁO
CHUYÊN MỤC: Công trình khoa học
Ngày nhận bài: 02/8/2023
Ngày nhận bài sửa: 18/9/2023
Ngày chấp nhậnđăng: 20/9/2023
*
Tác giả liên hệ:
Email: phanvietkt@gmail.com
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------_--------------
TÓM TẮT
Trong ranh giới các dự án mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh hiệnnayđều tồn tại phần tài nguyên, trữ lượng
than phảiđể lại làm trụ bảo vệ cáccôngtrình,đốitượng trên bề mặt. Vấnđề nghiên cứu, tìm kiếm giải
pháp kỹ thuật, công nghệ vừađảm bảo khai thác an toàn, hiệu quả vỉa than nằmphíadưới,đồng thời
khônglàmhưhạicôngtrình,đốitượng cần bảo vệ trên bề mặt là rất cần thiết. Bài viết này giới thiệu tổng
quan những thành tựu và kinh nghiệm trên thế giới về khaithácthandướicôngtrình,đốitượng bảo vệ
bề mặt bằng công nghệ khaithácchènlò,quađónghiêncứuvàđề xuất lựa chọn giải phù hợp áp dụng
trongđiều kiện các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Kết quả nghiên cứu cho thấy, công nghệ khai thác
vớiphươngphápchènlòcơkhíhoặc chèn lò thủy lực dạng vữa, sử dụng vật liệu chèn từ nguồnđáthải
mỏ, xít thải hoặc tro xỉ nhà máy nhiệtđiện phù hợp và hoàn toàn có tính khả thiđể triển khai áp dụng thực
tế,đápứng nhu cầu của sản xuất.
Từ khóa: khai thác than hầmlò,côngtrìnhđược bảo vệ, Quảng Ninh
@ Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam
1.ĐẶT VẤNĐỀ
Các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh có tài
nguyên, trữ lượng than phân bố dưới các công
trình,đốitượng bề mặt cần bảo vệ rất lớn, khoảng
2,1 tỷ tấn,trongđócókhoảng 188 triệu tấn nằm
trong ranh giới các dự án mỏ đãđược quy hoạch
(theo Quyếtđịnh403/QĐ-TTg)nhưngchưađược
huyđộng khai thác do phảiđể lại làm trụ bảo vệ [5].
Vấnđề huyđộng khai thác trữ lượng than trong trụ
bảo vệ theo công nghệ khai thác truyền thống,điều
khiểnđáváchbằng phá hỏa toàn phần sẽ không
phù hợp, do quá trình khai thác và phá hỏađávách
làm sậpđổ, dịch chuyểnđịa tầngđấtđáphíatrên
vỉa than gây biến dạng, sụt lún và có thể dẫn tới
phá hủy công trình bề mặt, hoặcgâynguycơxuất
lộ nước từ đối tượng chứa nước bề mặt xuống
công trình khai thác hầmlòbêndưới. Trên thế giới,
để giải quyết bài toán khai thác than dưới đối
tượng bảo vệ bề mặtnêutrên,cácnước phát triển
nhưNga,BaLan,TrungQuốc,Canada,…đãsớm
nghiên cứu thành công và áp dụng phổ biến công
nghệ khai thác chèn lò, sử dụng các loại vật liệu
như:đá thải mỏ; xít thải, quặngđuôinhàmáytuyển;
cát; tro xỉ nhà máy nhiệt điện, … để chèn lấp
khoảng trống đã khai thác than, nhằmngăn cản
quá trình sậpđổ đáváchvàdịch chuyển, biến dạng
địa tầngphíatrên.Quađó,đãgiải quyết bài toán
khókhăn,phức tạp trong việc vừađảm bảo khai
thác tốiđatàinguyênthan,vừa bảo vệ được công
trình trên bề mặt.Đặc biệt,quátrìnhđưavật liệu
KHAITHÁCMỎ
:WWWWW
CÔNGNGHIỆPMỎ
SỐ6-2024
ốấpkhônggianđãkhaitháccòncho
ử ộ ầấ ảắ ừ
ếếửụầ
ảệmôitrườngvàthúcđẩể
ếầnhoàntronglĩnhvựệ
ỏ.Theođó,vấnđềứụ
ệả
ểọấớnđểảế
thandướicôngtrình,đốitượầảệềặ
ỏầ4ả1
2. DỮ LIỆUVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU
2.1. Tổng quan kinh nghiệm khai thác chèn lò
dướicôngtrình,đốitượng bảo vệ bề mặt trên
thế giớivàtrongnước
Khaithácthandướicôngtrình,đốitượả
ệềặt đãđượ ứ ụ ổ
ếởcácnướếớừấớ
ả ỹ ậ ệ
ồảờề
ặạảnhhưởủầ
lòbêndướảiphápđiềếứcđộ
ụtlúnđồngđềềặệố
ựợếợpđểạụả
ệ,đồờốềặ
ảệkhaithácđiềểnđávách
ằ 7 ạ ế ẽ ậ
ổềảệ
chènlòđãđượụổếệảvàđạ
đượềựổậởcácnướể
ếớ9ụạiBaLan,giaiđoạữngnăm
ỗinămkhaitháchàngtrămtriệấ
dướốệằ
ệếổả
lượốc,tínhđếnnayđãkhaithácchènlò
đượ ỷ ấ 7ạ 1
ằệếầổả
lượựớ
ủaNga)tronggiaiđoạữngnăm50÷60củ
ế ỷtrướ ớ ản lượ ừ ệ
ấn/năm
7
a. Trạm trộn vữa chèn trên mặt bằng. c. Khốichènsauđôngcứng.
Hình 1. Một số hình ảnh khai thác chèn lò thủy lực dạng vữa tại mỏ Đại Trang.
7ạ74ốừữngnăm1960đế
đãkhaitháctrên1tỷấnthandướ
ệố,khudâncư,sônghồằ
ệ 7 ố ệ
ố ủ3 ệọng điể ố
ềệỉắ
vàTrườngĐạọ0ỏệ74ố
ệảỏthanđangápdụ
ệớổảnlượ
ệấn/năm,tậủếạicácvùngnhư:
SơnĐông;SơnTây;HàBắ 1
7ể71ộ09ụđiểnhìnhnhưmỏ
than Đạ7 ạ ố 7ế 1 ỉnh Sơn
Đôngápdụệủự
ạ ữa đểkhaithácthandướiđồ ộ
khudâncư.Cáclòchợỉ
ố
ữachènđượế
ếừđáthảỏề ỡạỷệ
KHAITHÁCMỎ
:WWWWW
SỐ6-2024
CÔNGNGHIỆPMỎ
ốộầnnhưsau:đáthảề
57,8%, trobay 16,2%, xi măng 6,9%, còn lạ
nước19,1%.Đồ ộ ế ị ồ
bơmvữạ263ấ
ờ ực bơm lớ ấ 03 ệ ố
đườốF´ổềớ
ấtđếếả,đãkhaithácđượ
ấầ
đáthả
ậệuchènđểảệhơn56nghìnhadiệ
ềặệạỏĐạ7ẫnđangduy
ảnlượệấn/năm.
Giáthànhcôngđoạấ
ảng 472.000 đồấ 1
ệếả ổ
khaithác,trongđó:chiphínguyênvậệ
374.500đồấếấ
ếị59.255đồấếm12,5%;chiphíđiệ
năng29.050đồấ ế
công9.135đồấế4
ắịchđộềặấ
ềặt đị ầnnhưkhôngsụ
ặứcđộụtlúnđođượấỏ,dướ
đặệtđốớữợỉệchèncao,độ
ốỏ,độụềặtđođượ
dưới10mm,đápứấốầảệ
ềặ
9ềạiphươngphápchènlò,theotỉ ệ
điềnđầykhônggianđãkhaitháclòchợ,đượ
thành phương pháp chèn toàn phầ
ừ ầ ần). Theo phương pháp vậ
ểậệuchènđếịạ
ỗợậệuchènkhiđưavàolòchợạ
ỗ ợ ỏ ặ ạ ệt,…) ngườ
thànhcácphươngphápchènlòchủếồ
ựảy;chènlòcơkhí;chènlòkhínén;chènlò
ủựủựạữ0ỗiphương
ẽcácưu,nhượcđiể
ềạụng,chiphíđầutưdâychuyềế
ịấợậệ
ệ ả ế ệ ả ả ệ ề
ặụểnhưsau:
*Phươngphápchènlòtự chảy:9ậệ
thôngthườnglàđáthảiđượền,đậpđếỡ
ạợpvàđưavàochènlấ ợở
ạủếằựảydướụủ
ọực.Phươngphápnàycóưuđiểệ
đơngiảầucaođốớệ
ếếậệuchèn.Nhượcđiểạ
ụớạntươngđốẹởỉathancóđộ
ốớứcđộcơgiớ
ựcchènlòcao,năngsuấtlaođộấp,độ
ặủốỏẫnđếệảố
ế ụề ặ ấ ệnnayphương pháp
ầunhưkhôngcònđượụ
*Phươngphápchènlòkhínén:Phươngpháp
chènlòkhínénđượựệằửụngnăng
lượngkhínénđẩậệuchènvàokhônggianđã
khai thác. Chèn lòkhínén cócácưuđiểmnhư:
ệđơn giả ức độcơ giớ
chènlòtươngđốicao,năngsuấtchèntươngđố
ớn.Tuynhiên,nhượcđiểầề
ế ế ậ ệu trướ
nănglượớ
ềụứcđộănmònđườốế
ị ứcđộ ặ ủốạ
ếậệnnayphươngphápchènlòkhínén
cũngkhôngcònđượụngmàđượế
ằngcácphươngphápchènlòtiêntiếnhơn;
*Phươngphápchènlòcơkhí:Phươngpháp
chènlòcơkhísửụậệuchèntươngtựnhư
phươngphápchènlòtựả
thicôngchènlòđượccơgiớằằử
ụ ấ ờ ặ ử ụ ệ
ốốngđưavậ
ệu chèn vào không gian đã khai thác. Phương
phápchènlònàycóưuđiểứcđộcơgiớ
vànăngsuấtchènlòcaohơnsovớiphươngpháp
ựảợụngtrongđiềệ
ỉốấỳ.Nhượcđiể
ụếồn,độ ặ
ủ ố ạ ế ện nay, phương
phápchènlòcơkhíbằấặờ
càođãkhôngcònđượửụệạ
ậu, tuy nhiên phương pháp chèn lò cơ khí sử
ụ ế ợ ớ ố ự
ộữngphươngphápchènlòtiên
ếệnđangđượụấổếệ
ảởềunướếớ
KHAITHÁCMỎ
:WWWWW
CÔNGNGHIỆPMỎ
SỐ6-2024
a. Môhìnhphươngphápchènlòcơkhí.
b. Máng cào vận chuyển vật liệu chèn
c.Cơcấuđầm (lèn) vật liệu chèn.
Hình2.Sơđồ nguyênlýphươngphápchènlòcơkhí.
*Phươngphápchènlòthủy lực:Phươngpháp
chèn lò này sử dụngnănglượngdòngnước thông
qua hệ thốngbơmđường ốngđưavật liệu chèn
vào chèn lấpkhônggianđãkhaithác.Vật liệu chèn
sử dụngthôngthường là: cát sông, quặngđuôinhà
máy tuyển, tro xỉ nhà máy nhiệtđiện, tro xỉ nhà máy
luyệnkim,đáthải mỏ nghiền, v.v... Chèn lò thủy lực
cóưuđiểmcơgiới giới hóa khâu vận chuyển vật
liệu chèn với tính liên tụccao,năngsuất vận tải lớn,
khốichènsauthicôngcóđộ lèn chặt tốt, tỉ lệ co
ngót nhỏ, hiệu quả khống chế dịchđộngđấtđábảo
vệ công trình bề mặt tốt.Nhượcđiểmlàđưavào
mỏ khốilượngnướctươngđối lớn, gây ảnhhưởng
đến công tác sản xuất lò chợ, thành phần và cấp
phối hạt vật liệu phảiđảm bảo khối chèn sau thi
côngcóđộ thoátnước nhanh, trong quá trình chèn
lò dễ xảy ra hiện tượng phân lớp, lắng đọng vật
liệu chèn gây tắcđường ống.Phươngphápchèn
lò thủy lựctrướcđâyđược áp dụng phổ biến tại Ba
Lan, tuy nhiên hiện nay việc áp dụng bị hạn chế,
chủ yếu áp dụngđối với mỏ khai thác quặng;
* Phương pháp chèn lò thủy lực dạng vữa:
Phươngphápchènlònàyđược phát triển từ chèn
lò thủy lực,trongđóvật liệu chèn là hỗn hợp dạng
vữa sệt(nhưbêtôngmácthấp trong xây dựng),
được chế biến trên mặt bằng nhờ phối trộn theo tỷ
lệ nhấtđịnh các thành phần gồm: cốt liệu(thường
sử dụngđáthải nghiền, hoặc quặngđuôinhàmáy
tuyển, tro xỉ nhà máy luyện kim, tro xỉ nhiệtđiện,
tro bay, cát, v.v...); chất kết dính (xi măng, thạch
cao,vôi...);nước và một số phụ gia khác. Hỗn hợp
vữachènđược vận chuyển nhờ hệ thốngbơmvận
tảiđường ống từ trạm trộn bề mặt tới vị trí thi công
chèn lò trong mỏ. Khối chèn sau thi công một thời
gian sẽ đông cứng và đạt cường độ kháng nén
nhất định, có tác dụng chống đỡ, hạn chế dịch
chuyển biến dạngđáváchlòchợ;
Hình 3. Môhìnhphươngpháp
chèn lò thủy lực dạng vữa
Phươngphápchènlòthủy lực dạng vữa có các
ưuđiểm của chèn lò thủy lựcnhưdễ dàng thực
hiệncơgiới hóa khâu vận tải với tính liên tục cao,
công suất vận chuyển lớn. Đồng thờicó các ưu
điểmvượt trội cho phép khắc phục các hạn chế
củaphươngphápchènlòthủy lựcthôngthường
như:vữachèncóđộ đậmđặc nhấtđịnh (nồngđộ
cao),độ tiếtnước sau khi thi công tại lò chợ rất nhỏ;
KHAITHÁCMỎ
:WWWWW
SỐ6-2024
CÔNGNGHIỆPMỎ
ậểữavàchènlòđượccơgiớ
ổứcthicôngchènlòđơngiảả
ốiđathờầ
ấ ợ ối chèn sau đông cứ
cườngđộkhángnéncao,độỏ(dướ
ệảốếụếạềặ
ốụệảtrongđiềệ
ựầảệắớiđộậ
ạụộớicácđiềệỉ
ạệkhaitháckhácnhau.Nhượ
điểếếữachèntươngđố
ứạầấếtdínhximăngvàchấ
ụỗợữachèncógiátươngđố
đắầựệốạộềặ
ệốngbơmvậểữớ
đầutưbanđầutươngđốợụ
ớiđiềệnquymôkhaitháctươngđốớ
ệnnayphươngphápchènlòdạữađượ
ử ụấổ ếệảạềunướ
ếới,đặệạ74ốầ
ảếệtđểbàitoánkhaithácdướ
đốitượầềảệụế
ạềặ
Ởtrongnướệ
ầ ằng phương pháp chèn lò tự ả
đượ9ệọệ0ỏốợớ
1ậảửệầnđầ
vàonăm2006tạợ ứ ỉ7
ỉắ70ạ
ựử ệềỉ
ỉố
,gươngkhấuđượố
ạểốợằ
ố ỗ9ậệửụnglàđáthả
sàngđượậểằnggoòngđếnđầợ
sauđóđượcđổựảềốố
ấựcđãkhaithác,tổốilượậệ
chèn đã sử ụ ả
ế ả
ụ ử ệmđã khẳng đị ệ
ảềỹật,đápứố
ầu điề ển đá vách khi khai thác lò cợ
trongđiềệỉốớầ
ậnthutàinguyêntrongđiềệnđịấứạ
0ặềếớụạ
ờiđiểụệkhaithácđiềể
ằầạ70ạ
Khêchưađemlạệả,nhưngkếả
ộựềặỹậởrahướ
thácđiềểnđáváchbằng chènlòđể ảệ
ềặốữ,điềể
ựỏ
2.2. Nghiên cứuđề xuất giải pháp kỹ thuật công
nghệ huyđộngkhaithácthandưới công trình,
đốitượng bảo vệ bề mặt vùng Quảng Ninh
2.2.1. Trữ lượng và điều kiện vỉa than dưới
công trình bảo vệ bề mặt
ế ảđánh giá, tổ ợ ữlượ
ụảệcôngtrình,đốitượềặạ
ỏ ầ 4ả 1 ấ
ạựỏđượạ
4ếtđịnh403/QĐ77ữlượụ
ảệảệấ3ầữlượ
ốạầếtcácđơnvịầmlò,trongđótậ
ềấạicácđơnvị0ạệ
ấ ế 1 ệấ ế
ệấ ế ạ
ệ ấ ế 4
ệấếầệấ
ếổữlượả
Bảng 1. Tổng hợp trữ lượng trong các trụ bảo vệ công trình bề mặt
TT Tên Công ty
Trữlượng(1000
Dướikhu
dâncư
Dướiđốitượng
chứanước
Dướicáccông
trình khác Tổng
0ạoKh
48.517
9
5.132
ầm
13.699
26.658
1
27.913
KHAITHÁCMỎ
:WWWWW
CÔNGNGHIỆPMỎ
SỐ6-2024
![Đề cương bài giảng Bản đồ đại cương [mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2026/20260323/hoatudang2026/135x160/81191774414215.jpg)
![Tài liệu giảng dạy Bản đồ và Hệ thống thông tin địa lý [chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2026/20260323/hoatudang2026/135x160/61501774414218.jpg)
