Luận án Nghiên cứu và xác định các tham số hợp lý của hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng dàn chống tự hành trong điều kiện vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh

Yếu tố kinh tế: khi chiều dài theo phương KKT tăng, thời gian và chi phí chuyển diện giảm, cho phép nâng cao hiệu quả khai thác; tuy nhiên, khi đó, thời gian tồn tại của đường lò tăng, dẫn tới chi phí bảo vệ, sửa chữa tăng. Chiều dài theo phương KKT được chọn phải đảm bảo giá thành sản xuất (khai thác, đào chống và bảo dưỡng đường lò) thấp nhất. - Yếu tố địa chất: khi đường lò được chống trong than cứng, đá vách và đá trụ ổn định, tuổi thọ của đường lò sẽ tăng, cho phép tăng chiều dài theo phương KKT. - Yếu tố kỹ thuật: khi lựa chọn được kết cấu chống giữ phù hợp, có thể giảm chi phí chống xén lò, cho phép tăng chiều dài theo phương KKT. - Yếu tố tổ chức sản xuất: nếu đẩy nhanh tốc độ đào lò và khai thác, đồng thời phối hợp nhịp nhàng giữa khâu đào lò - khai thác, đảm bảo sau khi đào lò, chuẩn bị xong, công tác khai thác được tiến hành ngay, không gián đoạn, có thể rút ngắn thời gian tồn tại của đường lò, giảm chi phí chống xén, bảo dưỡng lò, cho phép tăng chiều dài theo phương KKT

pdf128 trang | Chia sẻ: ngoctoan84 | Ngày: 18/04/2019 | Lượt xem: 484 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu và xác định các tham số hợp lý của hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng dàn chống tự hành trong điều kiện vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
có kể tới ảnh hưởng của các yếu tố trên. Có thể xác định hệ số k1 trên cơ sở kết quả thí nghiệm của Mô hình 13 tại mục 2.2.1 (xem Phụ lục 1) và Mô hình 4 tại mục 2.2.2, Chương 2. Cả hai mô hình này có phương pháp thí nghiệm, điều kiện địa chất, kỹ thuật như nhau, đặc trưng của vùng Quảng Ninh như: góc dốc vỉa α = 650, chiều dày vỉa than M = 7 m, bước hạ trần than nóc a = 1 m, chiều cao PTKT h = 12 m, trần than phía trên lò DVPT đã bị phá vỡ; tuy nhiên, Mô hình 13 không có dàn chống CGH, nhưng Mô hình 4 có bố trí dàn chống CGH. Kết quả thí nghiệm tại Mô hình số 13 đã xác định được η= 36,08 % và tại Mô hình số 4 đã xác định được η’= 38,30 %. Khi đó, có thể xác định hệ số k1 như sau: k1 = η/η’ = 36,08 % / 39,3 %% = 0,91 Như vậy, với điều kiện các vỉa dày, dốc đặc trưng của vùng Quảng Ninh (M = 7 m, α = 650), khi khai thác áp dụng dàn chống có cửa sổ thu hồi than nóc trên xà phá hoả và thu hồi đồng thời trên các cửa tháo, chiều cao phân tầng hợp lý của HTKT lò DVPT được xác định như sau: H = (14,5 ÷ 25,7).k1 = (14,5 ÷ 25,7).0,91 = 13,2 ÷ 23,5 m 3.2.2. Nghiên cứu xác định chiều dài theo phương KKT hợp lý 78 3.2.2.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chiều dài theo phương KKT - Yếu tố kinh tế: khi chiều dài theo phương KKT tăng, thời gian và chi phí chuyển diện giảm, cho phép nâng cao hiệu quả khai thác; tuy nhiên, khi đó, thời gian tồn tại của đường lò tăng, dẫn tới chi phí bảo vệ, sửa chữa tăng. Chiều dài theo phương KKT được chọn phải đảm bảo giá thành sản xuất (khai thác, đào chống và bảo dưỡng đường lò) thấp nhất. - Yếu tố địa chất: khi đường lò được chống trong than cứng, đá vách và đá trụ ổn định, tuổi thọ của đường lò sẽ tăng, cho phép tăng chiều dài theo phương KKT. - Yếu tố kỹ thuật: khi lựa chọn được kết cấu chống giữ phù hợp, có thể giảm chi phí chống xén lò, cho phép tăng chiều dài theo phương KKT. - Yếu tố tổ chức sản xuất: nếu đẩy nhanh tốc độ đào lò và khai thác, đồng thời phối hợp nhịp nhàng giữa khâu đào lò - khai thác, đảm bảo sau khi đào lò, chuẩn bị xong, công tác khai thác được tiến hành ngay, không gián đoạn, có thể rút ngắn thời gian tồn tại của đường lò, giảm chi phí chống xén, bảo dưỡng lò, cho phép tăng chiều dài theo phương KKT. 3.2.2.2. Nghiên cứu xác định chiều dài theo phương KKT hợp lý Việc nghiên cứu, xác định chiều dài theo phương KKT trên cơ sở các yếu tố kinh tế, địa chất và kết cấu vì chống lò rất phức tạp, khó thực hiện trong khuôn khổ của Luận án. Do đó, trong phạm vi của Luận án này, tác giả chỉ nghiên cứu, xác định chiều dài theo phương KKT hợp lý trên cơ sở phối hợp hài hòa, nhịp nhàng giữa khâu đào lò chuẩn bị và khai thác. Khi đó, công tác đào lò chuẩn bị phải đáp ứng được tiến độ khai thác, đảm bảo khai thác liên tục và ngược lại, công tác khai thác phải đảm bảo theo kịp tiến độ chuẩn bị khai trường. Tức là, thời gian đào lò chuẩn bị và thời gian khai thác của một khu vực phải bằng nhau [2]. Khi đó, thời gian tồn tại của đường lò DVPT là ngắn nhất và đây là cơ sở để xác định chiều dài theo phương KKT hợp lý. Tại mục 3.1, Luận án đã lựa chọn được sơ đồ HTKT lò DVPT (Hình 3.1) và công nghệ CGH đào lò và khai thác. Mỗi khu vực, cột khai thác gồm: 02 tổ hợp khấu gương, khấu đuổi nhau trên hai phân tầng và 01 tổ hợp đào lò bằng máy 79 combai trên đào các lò DVPT, các đường lò nối, dốc khoảng 300 được đào thủ công bằng KNM. Khi đó việc tính toán, xác định chiều dài theo phương KKT hợp lý được thực hiện như sau: - Tổng trữ lượng công nghiệp của một cột khai thác: Z = γ. η . α − S L − a − b − α cotgβ − 2r n + γ. η( . α − S)(b + r) (3.6) Trong đó: Z: tổng trữ lượng công nghiệp của một cột khai thác, tấn; h: chiều cao phân tầng, m; n: số PTKT của một tầng, phân tầng; M: chiều dày vỉa, m; α: góc dốc vỉa, độ; γ: tỷ trọng than, m3/tấn; η: tỷ lệ tổn thất than, %; Lb: chiều dài theo phương KKT (blốc), m; So: tiết diện lò DVPT, m2; β: góc dốc của lò nối, độ; a: chiều rộng trụ bảo vệ giữa gương khấu và lò nối, m; b: chiều rộng trụ bảo vệ giữa hai lò nối, m; r: chiều rộng lò nối, m. - Thời gian khai thác xong một cột khấu (TKT): T =   +   t, ngày (3.7) Trong đó: Qo: SLKT của một gương khấu, tấn/ngày đêm (tấn/ng.đêm); t1: thời gian di chuyển, lắp đặt một tổ hợp CGH khai thác, ngày. Thay công thức (3.6) vào công thức (3.7) ta có: T = γ.η  . α − S L − a − b − α. β − 2r n + b + r +   (3.8) - Thời gian đào lò chuẩn bị xong một KKT (Tcb): 80 T = !"α.!"β. + (#)   + (n − 1)t (3.9) Trong đó: H: chiều cao (đứng) của tầng khai thác, m; Vn: tốc độ đào lò nối bằng thủ công, m/ngày đêm; Vdv: tốc độ đào lò DVPT bằng máy combai, m/ngày đêm; t2: thời gian di chuyển, lắp đặt một tổ hợp CGH đào lò, ngày. Để thời gian khai thác bằng thời gian đào lò, Tkt = Tcb, ta có: γ.η  $. !"α − S% L − a − b − $!"α. &β − 2r n + b + r +    = !"α.!"β. + '#(   + n − 1 t (3.10) Biến đổi biểu thức trên ta được: L = γ. η 2Q h.M sinα − S a + b + hsinα. tgβ + 2rn − b + r+ H sinα. sinβ. v − nt 2 + n − 1t γ. η 2Q h.M sinα − Sn − n − 1v (3.11) Chọn các thông số đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật đặc trưng của các vỉa dày, dốc vùng Quảng Ninh gồm: γ = 1,6 tấn/m3, M = 7 m, α = 650, β = 300, So = 9,2 m2, a = 8 m, b = 4, r = 3,5 m, t1 = 7 ngày, t2 = 3 ngày, Vn = 3,2 m/ngày đêm, Vdv = 10 m/ngày đêm. Thay các giá trị trên vào công thức (3.11) và cho các giá trị H, n, h, Qo, η biến đổi theo đặc điểm địa chất, kỹ thuật của từng khu vực, có thể xác định được chiều dài hợp lý của KKT cho các điều kiện khác nhau (Bảng 3.7) 81 Bảng 3.7: Tổng hợp kết quả tính toán chiều dài theo phương KKT theo điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ đặc trưng vùng Quảng Ninh TT η H n h Q0 Lb (%) (m) (phân tầng) (m) (tấn/ngày đêm) (m) (1) (2) (3) (4) (5) (5) (7) 1 0,65 70 6 11,7 150 93,2 2 0,65 70 6 11,7 200 124 3 0,65 70 6 11,7 250 167 4 0,65 70 6 11,7 300 235 5 0,62 70 5 14 150 89,1 6 0,62 70 5 14 200 118 7 0,62 70 5 14 250 151 8 0,62 70 5 14 300 195 9 0,58 70 4 17,5 150 85,4 10 0,58 70 4 17,5 200 106 11 0,58 70 4 17,5 250 139 12 0,58 70 4 17,5 300 175 13 0,67 60 6 10 150 96,9 14 0,67 60 6 10 200 136 15 0,67 60 6 10 250 187 16 0,67 60 6 10 300 250 17 0,65 60 5 12 150 90 18 0,65 60 5 12 200 121 19 0,65 60 5 12 250 160 20 0,65 60 5 12 300 210 21 0,61 60 4 15 150 86,5 22 0,61 60 4 15 200 108 82 (1) (2) (3) (4) (5) (5) (7) 23 0,61 60 4 15 250 141 24 0,61 60 4 15 300 180 25 0,68 50 6 8,33 150 100 26 0,68 50 6 8,33 200 154 27 0,68 50 6 8,33 250 207 28 0,68 50 6 8,33 300 265 29 0,67 50 5 10 150 90,9 30 0,67 50 5 10 200 128 31 0,67 50 5 10 250 176 32 0,67 50 5 10 300 233 33 0,64 50 4 12,5 150 87,8 34 0,64 50 4 12,5 200 109 35 0,64 50 4 12,5 250 144 36 0,64 50 4 12,5 300 188 Từ kết quả tính toán, tổng hợp tại Bảng 3.7, có thể phân tích mối quan hệ giữa chiều dài theo phương KKT với yếu tố SLKT và chiều cao PTKT theo сác biểu đồ thể hiện tại Hình 3.7, Hình 3.8 dưới đây. 83 a) H = 70 m b) H = 60 m c) H = 50 m Hình 3.7: Biểu đồ mối quan hệ giữa Lb và Qo 84 a) H=70 m b) H = 60 m c) H = 50 m Hình 3.8: Biểu đồ mối quan hệ giữa Lb và h 85 Từ các kết quả phân tích trên có thể nhận xét, đánh giá như sau: - Chiều dài theo phương KKT tỷ lệ thuận với SLKT của tổ hợp CGH, đạt khoảng 100 m khi SLKT một gương đạt 150 tấn/ngày đêm và lên tới khoảng 250 m khi SLKT một gương đạt 300 tấn/ngày đêm. Như vậy, có thể thấy, chiều dài theo phương KKT phụ thuộc rất lớn vào SLKT của tổ hợp CGH. Do vậy, nâng cao SLKT không chỉ mang lại lợi ích về mặt NSLĐ, chi phí vật tư, nguyên nhiên liệu, năng lượng điện mà còn cho phép giảm chi phí bảo vệ đường lò chuẩn bị, thời gian và các chi phí khác liên quan đến chuyển diện sản xuất. - Chiều dài theo phương KKT tỷ lệ nghịch với chiều cao PTKT. Khi SLKT thấp, sản lượng một gương khấu 150 tấn/ngày đêm và 200 Tấn/ngày đêm, chiều cao phân tầng tăng từ 8 m lên tới 15 m, tăng khoảng 90 %, chiều dài KKT giảm không đáng kể, khoảng 10 ÷ 12 m, giảm khoảng 8 ÷ 10 %. Tuy nhiên, khi SLKT cao, sản lượng một gương khấu 300 tấn/ngày đêm, chiều cao phân tầng tăng từ 8 m lên tới 15 m, chiều dài KKT giảm đáng kể, khoảng 60 ÷ 80 m, giảm khoảng 25 ÷ 30 %. Trên cơ sở kinh nghiệm của thế giới, có thể chọn quy mô công suất của một gương khấu (Qo) khi áp dụng công nghệ CGH trong HTKT lò DVPT cho điều kiện các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh khoảng Qo = 200 ÷ 250 tấn/ngày đêm, tương đương với công suất 110.000 ÷ 135.000 tấn/năm. Trong điều kiện các vỉa dày, dốc vùng Quảng Ninh, với các tham số địa chất, kỹ thuật, quy mô công suất như trên và từ công thức (3.11) hoặc từ biểu đồ mối quan hệ giữa Lb và Qo (Hình 3.7), Luận án xác định, lựa chọn được chiều dài theo phương KKT của HTKT lò DVPT sử dụng công nghệ, thiết bị CGH (được đề xuất tại mục 3.1) khoảng 130 ÷ 150 m. 3.3. Kết luận Chương 3 Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đạt được của Chương 3, có thể đưa ra các kết luận như sau: - Chiều cao PTKT phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là góc dốc vỉa, kết cấu dàn chống, bước hạ trần, quy trình thu hồi than nóc và tỷ lệ tổn thất than cho phép. Trong điều kiện các vỉa dày, dốc đặc trưng vùng Quảng Ninh (M = 7 m, α = 650), 86 khi áp dụng HTKT lò DVPT sử dụng công nghệ CGH, chiều cao PTKT hợp lý được xác định là h = 13,2 ÷ 23,5 m. - Chiều dài theo phương KKT phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: kinh tế, độ cứng của than, đá vách – trụ, kết cấu chống giữ đường lò DVPT, tốc độ, năng suất và sự phối hợp nhịp nhàng giữa khâu đào lò và khai thác, v.v. Trong điều kiện địa chất, kỹ thuật mỏ đặc trưng của vùng Quảng Ninh, khi áp dụng HTKT lò DVPT sử dụng công nghệ CGH, chiều dài theo phương KKT hợp lý được xác định là Lb = 130 ÷ 150 m. 87 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ÁP DỤNG CÁC THAM SỐ HỢP LÝ CỦA HTKT LÒ DVPT SỬ DỤNG DCTH TRONG ĐIỀU KIỆN CỤ THỂ 4.1. Khái quát chung về điều kiện địa chất khu vực được lựa chọn thiết kế, áp dụng Khu vực được lựa chọn thiết kế, áp dụng thuộc vỉa 5, mức +125 ÷ +40, Công ty than Nam Mẫu (xem Hình 4.1). Điều kiện địa chất, kỹ thuật cơ bản của khu vực như sau: - Chiều dài theo phương KKT: Lp = 450 m. - Chiều dài theo hướng dốc KKT: Lhd = 109 m. - Chiều dày vỉa: M = 7,5 m. - Góc dốc vỉa: α = 510. - Tổng trữ lượng địa chất: Z = 605.000 tấn. - Cấu tạo vỉa: có chứa 1 ÷ 3 lớp đá kẹp với chiều dày trung bình 0,21 m. - Vách trực tiếp có thành phần là sét kết dạng thấu kính, dày 0,15 ÷ 0,8 m, dễ sập lở (vách giả) và bột kết phân bố đều, chiều dày từ 3 ÷ 25 m. Vách ổn định, sập đổ trung bình. Cường độ kháng nén σn = 38,5 ÷ 62,1 MPa, trung bình 54,5 MPa. - Vách cơ bản có thành phần là cát kết phân bố đều, đôi chỗ lẫn bột kết với chiều dày từ 3 ÷ 13 m. Vách ổn định, khó sập đổ. Cường độ kháng nén σn = 40,2 ÷ 100,3 MPa, trung bình 75,5 MPa. - Trụ trực tiếp có thành phần là sét kết, sét than dạng thấu kính dày từ 0,2 ÷ 1,1 m, dễ sụt lún và bột kết lẫn cát kết phân bố đều, dày từ 5 ÷ 18 m. Trụ ổn định, bền vững. - Mỏ xếp loại I về độ chứa khí mê tan. 88 Hình 4.1: Sơ đồ khu vực được lựa chọn thiết kế, áp dụng F . 1 3 139.89 7 0 .8 7 6 7 3 .2 5 6 139.68 1 3 7 .94 1 3 8 .9 7 8 H.1074 287.79 86.896.91 294.60 31.98 279.62 33.28 268.66 44.65 8.46 290.90 39.001.48 314.22 42.09 3.90 T.IF 40 50 60 80 1 00 1 20 1 25 140 150 1 6 0 1 8 0 2 0 0 8 0 13-122-7.17 13T-122-1.78 18T-111-6.34 20 0 20 1 NM3 126 CGH02 CG03 I-7-9 GK I-7-9A 396800 397000 396800 397000 c é t 1 cét 2 Khu vùc ® khai th¸c Lß DVPT L ß D V T G + 1 2 5 Th−îng cét Lß DVVT +40 cét 3 89 4.2. Lựa chọn các thông số của HTKT và CNKT HTKT và sơ đồ chuẩn bị được chọn theo đề xuất của Luận án tại mục 3.1. Các thông số chính của HTKT được chọn như sau: - Chiều cao PTKT được xác định theo công thức (3.5) là 14,4 m. Hiện nay, khu vực đã được chuẩn bị các mức +125 và +40 tạo thành tầng khai thác +125 ÷ +40 với chiều cao là 85 m. Trên cơ sở đó, Luận án chọn chiều cao phân tầng trung bình là 14m, tầng khai thác được chia thành 6 phân tầng và có một phân tầng với chiều cao 15 m. - Chiều dài theo phương KKT có thể xác định theo công thức (3.11) với các tham số tính toán có thể lấy theo đề xuất tại mục 3.2.2.2 và đặc điểm điều kiện địa chất, kỹ thuật của khu vực thiết kế như đã nêu ở mục 4.1. Căn cứ vào kết quả tính toán, kinh nghiệm khai thác của mỏ và hiện trạng chuẩn bị của khu vực, Luận án chọn chiều dài theo phương KKT là Lb = 150 m. Khi đó, khu vực thiết kế với chiều dài theo phương 450 m sẽ được chia thành 3 cột (khu) khai thác. Sơ đồ chuẩn bị cho khu vực thiết kế xem tại Hình 4.1. CNKT được chọn như đề xuất tại mục 3.1. Theo đó, trần than được phá nổ cưỡng bức bằng KNM, mỗi cột khai thác bố trí 2 gương khấu, gương khai thác được chống giữ bằng tổ hợp dàn chống CGH, thu hồi than hạ trần qua các cửa sổ tháo và qua khe hở giữa hai dàn chống, vận chuyển than khai thác bằng cầu chuyển tải kết hợp với băng tải trên lò DVPT. Sơ đồ CNKT xem Hình 4.2. Đồng bộ thiết bị được chọn cho 2 gương khấu như nhau, mỗi gương khấu bao gồm: 01 tổ hợp dàn chống KPV1, 01 băng tải co giãn DSJ 65/10/40, 01 cầu chuyển tải SZB 730/40, 01 máy khoan thủy lực VPS-01. Trạm bơm dung dịch CHΛ90/32 được sử dụng chung cho cả hai gương khấu. Ngoài ra, chọn 01 máy combai đào lò AM-50Z phục vụ công tác đào lò, chuẩn bị chung cho khu vực. Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị trên xem tại các Bảng 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6. 90 Hình 4.2: Sơ đồ CNKT cho khu vực thiết kế áp dụng 4.3. Tính toán hộ chiếu chống giữ gương khai thác 4.3.1. Tính toán áp lực mỏ tác động lên dàn chống Tải trọng tác động lên hàng cột chống luồng gương: R1 = ( )[ ] R2 1LC 2 LC 21LC 2 SdLCLC P )al(l2 a.al.)ll(q + −+ −+ , tấn (4.1) Tải trọng tác động lên hàng cột chống luồng phá hỏa: R2 = [ ] R2 1LC 2 LC 2LC 2 SdLCLC P )al(l2 a.l.)ll(q + −+ + , tấn (4.2) Trong đó: a2: khoảng cách giữa các dàn chống, a2 = 1,75 m; a1: khoảng cách giữa hai hàng cột của dàn chống, a1 = 1,2 m; lLC: chiều rộng lớn nhất gương khai thác; lLC = 3,5 m; lsđ: bước hạ trần than nóc: lsđ = 1,6 m; qLC: tải trọng tác động lên gương khai thác, tấn/m2; PR: lực chống ban đầu cần thiết của dàn chống, tấn. Các tham số qLC và PR được xác định như sau: + qLC là tải trọng lớp than nóc và lớp đá vách trực tiếp đã sập đổ ở trạng thái cân bằng mới: qLC = P1 + P2, tấn/m2 (4.3) 91 P1: tải trọng do lớp than nóc tác dụng lên dàn chống, được xác định theo công thức: P1 = γ . h. cosαg, tấn/m2 (4.4) Trong đó: γ: tỷ trọng than, γt = 1,64 tấn/m3; h: chiều dày lớp than hạ trần, h = 15 m; αg: góc dốc gương khai thác, αg = 0°. Thay các giá trị trên vào công thức (4.4) ta có: P1 = 1,64 x 15 x cos0° = 24,6 tấn/m2 P2: tải trọng lớp đá vách trực tiếp đã sập đổ, ở trạng thái cân bằng mới, có độ liên kết kém, tác động lên gương khai thác, được xác định theo công thức: P2 = ( )       + − αξ ααγ cos 2 cossin 1 1 f f M đ , tấn/m2 (4.5) Trong đó: M: chiều dày của vỉa; M = 7,5 m; γđ: tỷ trọng đá phá hỏa trên dàn chống, γđ = 2,0 tấn/m3; f1: hệ số ma sát của đá phá hỏa trên dàn chống, f1 = 0,6; ξ: hệ số tính đến áp lực hông, ξ = 0,7; α: góc dốc của vỉa, α = 51 độ. Thay các giá trị trên vào công thức (4.5) ta có: P2 = ( )       + − 0 00 51cos 7,06,02 51cos6,051sin5,70,2 xx x x = 16,6 tấn/m2 Thay các giá trị trên vào công thức (4.3) ta có: qLC = P1 + P2 = 24,6 + 16,6 = 41,2 tấn/m2. + Tham số PR được xác định như sau: PR = n . q . a2, tấn (4.6) Trong đó: n: hệ số dự trữ, n = 3; q: tải trọng phân lớp than dưới cùng dễ sập đổ, q = 3,5 tấn/m2. 92 Thay các giá trị trên vào công thức (4.6) ta có: PR = 3 . 3,5 . 1,75 = 18,4 tấn. Thay số các giá trị trên vào các công thức (4.1) và (4.2) ta có: R1 = ( )[ ] 4,182,15,35,3.2 75,1).2,15,3.()6,15,3.(2,41 22 2 + −+ −+ = 123,7 tấn R2 = ( )[ ] 4,182,15,35,3.2 75,1.5,3.)6,15,3.(2,41 22 2 + −+ + = 178,7 tấn Như vậy, tổng tải trọng của than – đá tác dụng lên dàn chống là: R = R1 + R2 = 123,7 + 178,7 = 302,4 tấn Dàn chống KPV-1 có khả năng chịu tải là 2 cột x 353 tấn/cột = 706 tấn, lớn hơn tải trọng của than – đá tác dụng lên; do vậy, có thể đáp ứng được yêu cầu chống giữ gương khai thác. 4.3.2. Kiểm tra khả năng kháng lún của cột chống vào nền lò Khả năng kháng lún của nền lò có thể xác định theo công thức thực nghiệm của VNIMI như sau: σkl = 0,58. σn, MPa (4.7) Trong đó: σkl: cường độ kháng lún của nền lò, MPa; σn: cường độ kháng nén của than, σn = 10 ÷ 20 MPa; 0,58: hệ số giảm bền khi làm việc của than. Thay số các giá trị trên vào các công thức (4.7) ta có: σkl = 0,58. (10 ÷ 20) = 5,8 ÷ 11,6 MPa Như vậy, cường độ kháng lún của nền (lò) than lớn hơn cường độ kháng lún của nền lò theo yêu cầu (2 MPa); do vậy, dàn chống KPV1 có thể đáp ứng được yêu cầu chống giữ gương khai thác. 4.4. Tính toán xây dựng hộ chiếu KNM và tổ chức sản xuất lò chợ 4.4.1. Tính toán hộ chiếu KNM - Chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị được xác định theo công thức: 93 q = 0,4.m.e , kg/m³ (4.8) Trong đó: m: hệ số phụ thuộc số mặt phẳng tự do, m = 0,5; e: khả năng công nổ của thuốc nổ, e = 525/295 (nhũ tương lò than); f : độ cứng của than, f = 1 ÷ 2; S: diện tích gương nổ, S=(1,6×7,5)/sin510 = 15,44 m2. Thay số: q = 0,4 × 0,5 × 2 44,15 12,12,0 295 525         +× = 0,20 kg/m3 - Tính toán lượng thuốc nổ cho 1 dải khấu Qtn: Qtn = (q × l × r × M)/sinα, kg (4.9) Trong đó: l: chiều dài 1 dải khấu, l = 1,6 m; hk: chiều cao phá nổ phân tầng, hk = 11,0 m; M: chiều dày vỉa, M = 7,5 m; α: góc dốc vỉa, α = 510; q: chỉ tiêu thuốc nổ đơn vị, q = 0,20 kg/m3. Qtn = 0,2 × 1,6 × 11 × 7,5/sin510 = 33,5 kg. - Bố trí các lỗ mìn trong phạm vi dải khấu: Bố trí các lỗ khoan trong phạm vi một dải khấu xem tại Hình 4.3 dưới đây. Chi tiết lý lịch các lỗ mìn như sau: + Lỗ số 1, 5, 9, 13: dài 4,0m, bố trí 1,6 kg thuốc, 01 kíp, nạp liên tục. + Lỗ số 2, 6, 10, 14: dài 7,6m, bố trí 2,4 kg thuốc, 02 kíp, nạp 02 phân đoạn. + Lỗ số 3, 7, 11, 15: dài 11,1m, bố trí 2,4 kg thuốc, 02 kíp, nạp 02 phân đoạn. + Lỗ số 4, 8, 12, 16: dài 12,0m, bố trí 2,4 kg thuốc, 02 kíp, nạp 02 phân đoạn. Như vậy, lượng thuốc, kíp nổ sử dụng cho 1 dải khấu theo thiết kế bố trí là: + Thuốc nổ: Qtn = 4×(1,6 + 3×2,4) = 35,2 kg; + Kíp: Nkip = 4×1 + 12×2 = 28 cái. 2 12,0       + s f 94 Hình 4.3: Sơ đồ bố trí lỗ mìn hạ trần than nóc 4.4.2. Tổ chức sản xuất lò chợ Tổ chức sản xuất trong gương khai thác được thực hiện như sau: một ngày đêm sản xuất 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ, bố trí 3 ca khai thác 1 chu kỳ. Các công việc trong một chu kỳ khai thác gồm: kiểm tra, củng cố; di chuyển dàn chống; KNM phá nổ cưỡng bức trần than; hạ trần, thu hồi than nóc 2 dải khấu, tiến độ mỗi dải khấu 1,6 m và chống chuyển đổi từ vì chống sắt sang vì chống gỗ tại lò DVPT. Tổng số nhân lực bố trí cho một ca sản xuất là 22 người, một chu kỳ khai thác (3 ca) là 66 người. 95 Hình 4.4: Biểu đồ tổ chức chu kỳ khai thác Hình 4.5: Biểu đồ bố trí nhân lực khai thác 96 4.5. Tính toán các chỉ tiêu KTKT của công nghệ 4.5.1. Sản lượng than khai thác 1 dải khấu Qlk = [h.M/sin(α)-S0].l.γ.k, tấn (4.10) Trong đó: h: chiều cao phân tầng, h =14 m; M: chiều dày vỉa, M=7,5 m; α: góc dốc vỉa, α = 510; γ: tỷ trọng than, γ =1,64 m3/tấn; l: bước hạ trần, l=1,6 m; So: tiết diện lò DVPT, So = 9,2 m2; k: hệ số thu hồi than hạ trần. Tham số k phụ thuộc vào tổn thất than do công nghệ (ηcn) và tham số này (ηcn) được xác định theo công thức thực nghiệm cho điều kiện của khu vực thiết kế, ηcn = 32,5 %. Khi đó, tham số k được xác định như sau: k = 1- ηcn = 1 - 0,325 = 0,675 Thay các giá trị trên vào công thức (4.10) ta có: Qlk = (14x7,5/sin510 – 9,2)x1,6x1,64x0,675 = 223 tấn 4.5.2. Sản lượng than khai thác 1 chu kỳ Một chu kỳ khai thác hoàn thành 2 dải khấu. Như vậy, SLKT của 1 chu kỳ khai thác là: Qck = 2 x Qlk = 2 x 223 = 446 tấn (4.11) 4.5.3. Sản lượng than khai thác một ngày đêm Một ngày đêm hoàn thành 1 chu kỳ khai thác. Như vậy, SLKT một ngày đêm của KKT được xác định như sau: Qng.đ = n.Qck.kck, tấn (4.12) Trong đó: n: số gương khấu khai thác đồng thời, n=2 gương; kck: hệ số hoàn thành chu kỳ, kck = 0,7. Thay số: Qng.đ = 2x446x0,7 = 624 tấn 97 4.5.4. Sản lượng than khai thác một tháng Qth = Qng.đ . 25 = 624 x 25 = 15.611 tấn/tháng (4.13) Trong đó: 25 là số ngày làm việc trong tháng. 4.5.5. Công suất lò chợ Q = Qth x 12 x 0,7 = 15.611 x12x0,7 = 131.134 tấn/năm (4.14) Làm tròn: Q = 130.000 tấn/năm. Trong đó: 12: số tháng làm việc trong năm; 0,70: hệ số giảm sản lượng tính đến việc tháo, lắp đặt dàn chống. 4.5.6. NSLĐ trực tiếp NSLĐ=Qng.đ/N=624/66=9,5 tấn/công (4.15) Trong đó: N: tổng số người làm việc trong khu vực khai thác, N = 66 người. 4.5.7. Chi phí gỗ cho 1000 tấn than Chi phí gỗ dùng để chống chuyển đổi từ vì chống sắt sang chống gỗ tại lò DVPT trong quá trình khai thác có thể tạm lấy theo kinh nghiệm khai thác tại Hà Ráng và Vàng Danh là: Cg= 4 m³/1000 tấn. 4.5.8. Chi phí thuốc nổ cho 1000 tấn than Ctn = 1000.Qtn/Qlk = 1000x35,2/223= 157,8 kg/1000 tấn (4.16) Trong đó: Qtn là lượng thuốc nổ sử dụng cho 1 dải khấu, Qtn = 35,2 kg; Qlk là sản lượng than khai thác từ 1 dải khấu, Qlk = 223 tấn. 4.5.9. Chi phí kíp nổ cho 1000 tấn than Ckip = 1000.Nkip/Qlk = 1000x28/223= 125,6 cái/1000 tấn (4.17) Trong đó: Nkip là số kíp sử dụng để khai thác 1 dải khấu, Nkip = 28 kíp. 4.5.10. Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000 tấn than Cd= 1000.Nd/Qth, kg/1000 tấn (4.18) Trong đó: Nd là lượng dầu nhũ hóa sử dụng trong 1 tháng. Dầu nhũ hóa sử dụng cho dàn chống có nồng độ từ 3 ÷ 5 %. Trong 1 tháng, mỗi thùng dịch có dung tích 1500 lít được thay mới 4 lần. Như vậy, tổng lượng dầu 98 nhũ hóa sử dụng trong 1 tháng là: Nd = 1,5 × 4 lần × 1500 lít/lần × 5 % = 450 kg dầu (1,5 là hệ số kể đến sự hao hụt dầu nhũ hóa trong quá trình sử dụng). Thay số: Cd= 1000x450/15.611 = 28,8 kg/1000 tấn 4.5.11. Chi phí nước sạch cho 1000 tấn than Lượng nước sạch dùng trong 1 tháng là: Nn = Nd × 95 % / 5 % = 8.550 lít = 8,55 m³ Chi phí nước sạch cho 1000 tấn than khai thác được là: Cn = 1000. Nn/Qth= 1000x8,55/15.611 = 0,5 m³/1000 tấn (4.19) 4.5.12. Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 tấn than - Tổng số mét lò DVPT của một cột khai thác được xác định theo công thức: Σdvpt=Lb.n=150x6= 900 m (4.20) Trong đó: Lb: chiều dài của một cột khai thác, Lb = 150 m; n: số phân tầng của một tầng khai thác, n = 6 phân tầng. - Tổng số mét lò nối của một cột khai thác được xác định theo công thức: Σln=n.ln/sinβ = 6.14/sin300 = 168 m (4.21) Trong đó: ln : chiều dài nghiêng của phân tầng (trừ đi chiều cao lò DVPT), ln=14 m; n: số phân tầng của một tầng khai thác, n= 6 phân tầng; β: góc nghiêng của lò nối, β = 300. Như vậy, tổng số mét lò chuẩn bị của một cột khai thác là: Σcb = Σdvpt + Σln = 900 + 168 =1.068 m - Sản lượng từ đào lò chuẩn bị của một cột khai thác là: Qcb = Σcb.S0. γ.kcb=1.068x9,2x1,64x0,9= 14.503 tấn (4.22) Trong đó: S0 : tiết diện đường lò chuẩn bị, S0=9,2 m2; γ: tỷ trọng than, γ =1,64 m3/tấn; kcb: hệ số tính tới mất mát than trong quá trình đào lò, kcb = 0,9. - SLKT từ một cột được xác định theo công thức: 99 Qkt= n.(Qlk/l).(Lb-a-b-r) (4.23) Trong đó: Qlk: sản lượng than khai thác 1 dải khấu, Qlk = 223 tấn; l: chiều dài dải khấu, l=1,6 m; Lb: chiều dài của một cột khai thác, Lb=150 m; a: chiều rộng trụ bảo vệ giữa gương khấu và lò nối, a = 8 m; b: chiều rộng trụ bảo vệ giữa hai lò nối, b = 4 m; r: chiều rộng lò nối, r = 3,5 m. Thay số: Qkt= 6x(223/1,6)x(150-8-4-3,5)= 112.484 tấn - Tổng sản lượng than từ đào lò và khai thác của một cột là: ΣQ = Qcb + Qkt = 14.503+112.484 = 126.987 tấn (4.24) Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 tấn than khai thác được là: Ccb = 1000. Σcb/ΣQ = 1000x1.068/126.987 = 8,4 m/1000 tấn (4.25) 4.5.13. Tổn thất than - Tổng trữ lượng của một cột khai thác (Zc): Zc=M.H.Lb. γ/sinα, tấn (4.26) Trong đó: M: chiều dày vỉa, m; H: chiều cao tầng khai thác, H = 85 m; Lb: chiều dài theo phương KKT, m; γ: tỷ trọng than, γ =1,64 m3/tấn; α: góc dốc vỉa α = 510. Thay số: Zc=7,5x85x150x1,64/sin510 = 201.800 tấn - Tổn thất than chung (ηc) được xác định như sau: ηc = (1-ΣQ/Zc).100 = (1- 126.987/201.800) = 37,1 % (4.27) - Tổn thất than trên các trụ bảo vệ (ηbv) được xác định như sau: ηbv = ηc - ηcn = 37,1 – 32,5 = 4,6 % (4.28) Tổng hợp các chỉ tiêu KTKT của công nghệ xem tại Bảng 4.1 dưới đây. 100 Bảng 4.1: Tổng hợp các chỉ tiêu KTKT của công nghệ TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Số lượng 1 Chiều dày vỉa trung bình m 7,5 2 Góc dốc vỉa trung bình độ 51 3 Trọng lượng thể tích của than tấn/m3 1,64 4 Hệ số kiên cố của than - 1 ÷ 2 5 Chiều cao PTKT m 14 6 Bước hạ trần, thu hồi than nóc m 1,6 7 Sản lượng than một dải khấu tấn 223 8 Số dải khấu 1 chu kỳ luồng 2 9 SLKT một chu kỳ tấn 446 10 Hệ số hoàn thành chu kỳ - 0,7 11 Số chu kỳ 1 ngày đêm chu kỳ 1 12 SLKT 1 ngày đêm tấn 624 13 Sản lượng tháng tấn 15.611 12 Công suất khai thác tấn/năm 130.000 13 Nhân lực 1 ngày đêm người 66 14 NSLĐ trực tiếp tấn/công 9,5 15 Chi phí gỗ cho 1000 tấn than m³ 4,0 16 Chi phí thuốc nổ cho 1000 tấn than kg 157,8 17 Chi phí kíp nổ cho 1000 tấn than kíp 125,6 18 Chi phí dầu nhũ hóa cho 1000 tấn than kg 28,8 19 Chi phí nước sạch cho 1000 tấn than m³ 0,5 20 Chi phí mét lò chuẩn bị cho 1000 tấn than m 8,4 21 Tổn thất than chung % 37,1 22 Tổn thất than do công nghệ % 32,5 101 4.6. Tính toán giá thành phân xưởng của công nghệ Giá thành phân xưởng của công nghệ được xây dựng trên các cơ sở sau: - Quyết định số: 2634/QĐ-Vinacomin ngày 20/12/2012 của Tổng Giám đốc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) V/v “Ban hành đơn giá tổng hợp các công đoạn trong sản xuất than”. - Các chi phí liên quan đến việc áp dụng CNKT gồm: + Chi phí nguyên vật liệu: căn cứ vào định mức tiêu hao theo quy định của Vinacomin đối với các loại máy móc thiết bị. Giá của vật liệu được lấy theo bảng giá vật liệu hiện hành đến hiện trường của Sở Tài chính Vật giá tỉnh Quảng Ninh. + Điện năng: căn cứ Thông tư số 38/2012/TT-BCT ngày 20/12/2012 của Bộ Công thương về giá bán điện và theo giá điện thực tế ở các mỏ. + Tiền lương của CBCNV: được áp dụng theo Quyết định số: 1933/QĐ- Vinacomin ngày 31/8/2011 của Tổng giám đốc Vinacomin quy định về mức tiền lương, hệ số giãn cách giao khoán cho một số chức danh, ngành nghề. + Bảo hiểm các loại: khoản chi phí bảo hiểm xã hội, bảo hiểm y tế, kinh phí công đoàn và kinh phí hoạt động Đảng được tính theo quy định hiện hành của Nhà nước trên cơ sở lương cơ bản và thu nhập. + Khấu hao TSCĐ: theo Thông tư số 45/2013/TT-BTC ngày 25/04/2013 của Bộ Tài chính. Khấu hao thiết bị được tính trên cơ sở tổng mức đầu tư, công suất khai thác và thời gian khấu hao (lấy 5 năm). Lò chợ CGH (theo thiết kế) có tổng mức đầu tư là 21.500.000.000 đồng, công suất khai thác 130.000 tấn/năm, trên cơ sở đó xác định được khấu hao thiết bị tính cho một tấn than khai thác được là: 33.077 đồng/tấn. Tương tự như vậy, lò chợ áp dụng giá thủy lực di động (được áp dụng trong thực tế tại mỏ) có tổng mức đầu tư là 3.300.000.000 đồng, công suất khai thác 75.000 tấn/năm và khấu hao thiết bị tính cho một tấn than khai thác được tính toán, xác định là: 8.800 đồng/tấn. + Chi phí khác: Được tính theo tỷ lệ quy định. Giá thành phân xưởng của lò chợ CGH và lò chợ khai thác thủ công xem tại các Bảng 4.2 và Bảng 4.3. 102 Bảng 4.2: Giá thành phân xưởng khai thác áp dụng HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống KPV1 (theo thiết kế) TT Các yếu tố chi phí Đơn vị Đơn giá, đồng Định mức/1000 tấn Thành tiền, đồng/tấn Tổng số 265.911 I Vật liệu 34.575 1 Thuốc nổ kg 44.600 157,80 7.038 2 Kíp nổ cái 11.540 125,60 1.449 3 Dây nổ m 850 1.867,6 1.587 4 Cột thủy lực cái 3.833.500 2,00 7.667 5 Mũi khoan than cái 127.000 5,00 635 6 Choòng khoan than cái 360.000 1,00 360 7 Cầu máng cào cái 2.300.000 2,00 4.600 8 Xích máng cào m 425.000 8,00 3.400 9 Gỗ m³ 910.000 4,00 3.640 10 Đèn ắc quy lò cái 1.450.000 2,00 2.900 11 Chi phí dầu nhũ hóa kg 49.167 26,20 1.288 12 Nước sạch m3 20.000 0,50 10 II Động lực Kwh 1.495 7,75 12 III Tiền lương công 855.000 105,26 90.000 IV Các loại bảo hiểm đ 77.264 105,26 8.133 V Khấu hao cơ bản đ 117.077 1 Khấu hao thiết bị đầu tư đ 33.077 33.077 2 Khấu hao mét lò chuẩn bị đ 10.000.000 8,4 84.000 VI Chi phí khác 16.135 1 Chi phí khác [(I+V)*6,45 %] đ 6,45 16.135 103 Bảng 4.3: Giá thành phân xưởng khai thác áp dụng HTKT chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động (áp dụng thực tế tại mỏ) TT Các yếu tố chi phí Đơn vị Đơn giá, đồng Định mức/1000 tấn Thành tiền, đồng/tấn Tổng số 443.068 I Vật liệu 35.657 1 Thuốc nổ kg 44.600 170,30 7.595 2 Kíp nổ cái 11.540 145,50 1.679 3 Dây nổ m 850 1.867,6 1.587 4 Cột thủy lực cái 3.833.500 2,00 7.667 5 Mũi khoan than cái 127.000 5,00 635 6 Choòng khoan than cái 360.000 1,00 360 7 Cầu máng cào cái 2.300.000 2,00 4.600 8 Xích máng cào m 425.000 8,00 3.400 9 Gỗ m³ 910.000 4,00 3.640 10 Đèn ắc quy lò cái 1.450.000 2,00 2.900 11 Chi phí dầu nhũ hóa kg 49.167 32,00 1.573 12 Nước sạch m3 20.000 1,00 20 II Động lực Kwh 1.495 8,80 13 III Tiền lương công 855.000 235,71 201.536 IV Các loại bảo hiểm đ 77.264 235,71 18.212 V Khấu hao cơ bản đ 160.800 1 Khấu hao thiết bị đầu tư đ 8.800 8.800 2 Khấu hao mét lò chuẩn bị đ 10.000.000 15,2 152.000 VI Chi phí khác 25.561 1 Chi phí khác (I+V)*6,45 %] đ 6,45 25.561 104 4.7. Đánh giá các chỉ tiêu KTKT của công nghệ được chọn Hiện nay, Công ty than Nam Mẫu đang áp dụng HTKT chia lớp ngang nghiêng, chống bằng giá thủy lực di động, khấu bằng KNM cho khu vực được lựa chọn thiết kế, áp dụng HTKT lò DVPT chống bằng DCTH KPV1, khấu bằng KNM. Tổng hợp, so sánh các chỉ tiêu KTKT của lò chợ thiết kế và lò chợ thực tế áp dụng xem tại Bảng 4.4 và Hình 4.6 dưới đây. Bảng 4.4: Tổng hợp, so sánh các chỉ tiêu KTKT thực tế áp dụng và theo thiết kế TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Số lượng Theo thiết kế Theo thực tế 1 Chiều dày vỉa trung bình m 7,5 7,5 2 Góc dốc vỉa trung bình độ 51 51 3 Trọng lượng thể tích của than tấn/m3 1,64 1,64 4 Chiều cao PTKT m 14 8 5 Thiết bị chống giữ - Dàn chống Giá thủy lực 6 SLKT một ngày đêm tấn 624 280 7 SLKT một tháng tấn 15.611 7.000 8 Công suất khai thác tấn/năm 130.000 75.000 9 Nhân lực 1 ngày đêm người 66 66 10 NSLĐ trực tiếp tấn/công 9,5 4,2 11 Chi phí lò chuẩn bị cho 1000 tấn than m 8,4 15,2 12 Giá thành khai thác đồng/tấn 265.911 443.068 105 Chiều cao PTKT (10-1 m) Công suất (103 tấn/năm) NSLĐ (10-1 tấn/công) Chi phí mét lò chuẩn bị (10-1 m/1000 tấn) Giá thành khai thác (103 đồng/tấn) Hình 4.6: Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu KTKTcủa lò chợ thiết kế và lò chợ thực tế Từ kết quả tổng hợp, so sánh ở trên có thể thấy, so với HTKT chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động, HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống có chỉ tiêu NSLĐ trực tiếp tăng 226,2 % (4,2 tấn/công lên tới 9,5 tấn/công), chi phí mét lò chuẩn bị giảm 47,7 % (từ 15,2 m/1000 tấn xuống còn 8,4 m/1000 tấn), công suất khai thác tăng 173,3 % (từ 75.000 tấn/năm lên tới 130.000 tấn/năm). Các kết quả tính toán, xây dựng giá thành khai thác ở trên cho thấy, tổng chi phí tiền lương và khấu hao mét lò chuẩn bị chiếm tỷ trọng rất lớn trong kết cấu giá thành phân xưởng, chiếm 65,5 % đối với HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống và 79,8 % đối với HTKT chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động hiện đang áp dụng tại mỏ. HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống theo thiết kế cho phép nâng cao chiều cao PTKT, từ 8 m lên tới 14 m, đồng thời sử dụng các thiết bị CGH đồng bộ, tập trung, nên đã góp phần nâng cao SLKT, NSLĐ. Đây là nguyên nhân chính dẫn tới giá thành khai thác của lò chợ thiết kế giảm khoảng 40,0 % so với lò chợ khai thác thủ công được áp dụng tại mỏ, từ 443.068 đồng/tấn xuống còn 265.911 đồng/tấn. 140 130 95 84 265,9 80 75 42 152 443,1 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Theo thiết kế Theo thực tế 106 4.8. Kết luận Chương 4 Tính toán, thiết kế áp dụng HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống KPV1 cho điều kiện khoáng sàng đặc trưng của vùng Quảng Ninh, vỉa 5, mức +125 ÷ +40, Công ty than Nam Mẫu đã cho thấy rõ hiệu quả so với HTKT chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động hiện đang áp dụng tại mỏ: công suất khai thác tăng từ 75.000 tấn/năm lên 130.000 tấn/năm; NSLĐ trực tiếp tăng từ 4,2 tấn/công lên 9,5 tấn/công; chi phí mét lò chuẩn bị giảm từ 15,2 m/1000 tấn xuống còn 8,4 m/1000 tấn; giá thành khai thác giảm khoảng 40,0 %, từ 443.068 đồng/tấn xuống còn 265.911 đồng/tấn. Từ kết quả trên có thể thấy, HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống KPV1 theo đề xuất của Luận án phù hợp với điều kiện địa chất, kỹ thuật của vỉa 5, mức +125 ÷ +40, Công ty than Nam Mẫu nói riêng và các vỉa than dày, dốc vùng Quảng Ninh nói chung. 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đối với HTKT lò DVPT sử dụng DCTH, việc xác định các tham số hợp lý của hệ thống và lựa chọn các giải pháp kỹ thuật phù hợp đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả, an toàn khi khai thác các vỉa dày, dốc vùng Quảng Ninh. Luận án là công trình nghiên cứu khoa học đã giải quyết, thực hiện được các yêu cầu, mục tiêu trên và với kết quả thu được, có thể kết luận như sau: 1. Tại nhiều nước trên thế giới, HTKT lò DVPT sử dụng tổ hợp CGH khai thác được áp dụng với nhiều chủng loại dàn chống, các giải pháp kỹ thuật khác nhau và đã nâng cao được SLKT, NSLĐ và mức độ an toàn lao động. Khi áp dụng tổ hợp CGH khai thác, các tham số của HTKT được nâng cao, chiều cao PTKT có thể lên tới hơn 20 m và chiều dài theo phương KKT có thể lên tới 200 m. 2. Tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, HTKT lò DVPT chủ yếu áp dụng CNKT thủ công với chiều cao PTKT từ 6 ÷ 8, chiều dài theo phương KKT từ 80 ÷ 100 m, các chỉ tiêu KTKT đạt được còn hạn chế. Do đó, để nâng cao hiệu quả sản xuất, cần tăng cường áp dụng công nghệ CGH đào lò, khai thác và xác định được các tham số phù hợp cho HTKT lò DVPT. Ngoài ra, các kết quả tổng hợp cho thấy, trữ lượng các vỉa than dày, dốc vùng Quảng Ninh có khả năng áp dụng công nghệ CGH trong HTKT lò DVPT tương đối lớn. 3. Tỷ lệ tổn thất than trong quá trình thu hồi than nóc khi áp dụng HTKT lò DVPT phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là: góc dốc vỉa, bước hạ trần – thu hồi, chiều cao PTKT, trình tự thu hồi và kết cấu dàn chống. Các kết quả thí nghiệm cho thấy, để nâng cao hiệu quả khai thác cần xác định, lựa chọn các tham số phù hợp cho HTKT, chọn dàn chống có cửa sổ thu hồi trên xà phá hoả với bộ phận cấp liệu dưới cửa sổ thu hồi và thu hồi than đồng thời trên các cửa tháo. 4. Tại vùng Quảng Ninh, HTKT lò DVPT sử dụng DCTH khai thác hiệu quả các vỉa than dày, dốc khi chiều dày vỉa lớn hơn 5 m, góc dốc vỉa hơn 450, có các tiêu chuẩn, điều kiện địa chất – kỹ thuật mỏ phù hợp và chiều cao PTKT từ 13,2 ÷ 23,5 m, chiều dài theo phương KKT từ 130 ÷ 150 m. 5. Kết quả tính toán, thiết kế áp dụng HTKT lò DVPT sử dụng dàn chống 108 KPV1 theo đề xuất của Luận án cho điều kiện vỉa 5, mức +125 ÷ +40, Công ty than Nam Mẫu cho thấy hiệu quả hơn so với HTKT chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động được áp dụng tại mỏ: công suất khai thác tăng từ 75.000 tấn/năm lên 130.000 tấn/năm; NSLĐ trực tiếp tăng từ 4,2 tấn/công lên 9,5 tấn/công; chi phí mét lò chuẩn bị giảm từ 15,2 m/1000 tấn xuống còn 8,4 m/1000 tấn; giá thành khai thác giảm khoảng 40,0 %, từ 443.068 đồng/tấn xuống còn 265.911 đồng/tấn. Điều đó cho thấy, HTKT lò DVPT sử dụng công nghệ CGH khai thác với đồng bộ thiết bị, giải pháp kỹ thuật và các tham số của HTKT theo đề xuất của Luận án phù hợp với điều kiện địa chất, kỹ thuật của với điều kiện địa chất, kỹ thuật của vỉa 5, mức +125 ÷ +40, Công ty than Nam Mẫu nói riêng và các vỉa than dày, dốc vùng Quảng Ninh nói chung. Trên cơ sở đã đạt được, tác giả của Luận án xin kiến nghị các cơ quan có thẩm quyền xem xét, cho phép áp dụng các kết quả nghiên cứu trên vào thực tế sản xuất, tư vấn, nghiên cứu, giảng dạy. 109 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. Nhữ Việt Tuấn (2010), Nghiên cứu ứng dụng tường cách ly nhân tạo bằng hóa chất nhằm nâng cao an toàn, hiệu quả trong khai thác than tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công Thương, Hà Nội. 2. Nhữ Việt Tuấn (2012): Áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa khai thác than các vỉa dày, dốc trên 450 bằng dàn chống tự hành chế tạo tại Việt Nam ở các mỏ than Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước, Hà Nội. 3. Nhữ Việt Tuấn (2012), Nghiên cứu khả năng tự cháy và đề xuất các giải pháp kỹ thuật công nghệ phòng ngừa cháy nội sinh của mỏ than Hồ Thiên – Khe Chuối, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công Thương, Hà Nội. 4. Nhữ Việt Tuấn (2013), Nghiên cứu quy luật, dự báo độ thoát khí mê tan khi đào lò chuẩn bị trong than và đề xuất các giải pháp nâng cao mức độ an toàn về cháy nổ khí khi đào lò, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công Thương, Hà Nội. 5. Nhữ Việt Tuấn (2014), Nghiên cứu áp dụng giải pháp phun khí ni tơ vào khu vực phá hỏa nhằm phòng chống cháy nội sinh tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công Thương, Hà Nội. 6. Lê Trung Tuyến, Takehiro Isei, Nhữ Việt Tuấn (2014), Hiểm họa về bụi than trong mỏ hầm lò, Tuyển tập Báo cáo tại Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 24, Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, Vũng Tàu. 7. Nhữ Việt Tuấn, Đỗ Mạnh Phong, Nguyễn Anh Tuấn (2016), Nghiên cứu xác định chiều dài theo phương khu khai thác hợp lý cho các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Tạp chí Công nghiệp Mỏ số 3, Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, Hà Nội. 8. Nhữ Việt Tuấn, Đỗ Mạnh Phong, Nguyễn Anh Tuấn, Lê Đức Nguyên, Đinh Văn Cường (2016), Nghiên cứu quá trình hạ trần, thu hồi than nóc bằng mô hình số cho điều kiện hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng dàn chống KDT-2 tại mỏ Hà Ráng, Tuyển tập Báo cáo tại Hội nghị Khoa học kỹ thuật mỏ toàn Quốc lần thứ 25, Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, Cửa Lò. 110 9. Nhữ Việt Tuấn, Đỗ Mạnh Phong, Nguyễn Anh Tuấn (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố địa chất – kỹ thuật đối với hiệu quả thu hồi than nóc của hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng dàn chống trong điều kiện các vỉa than dày, dốc vùng Quảng Ninh, Tạp chí Khoa học Kỹ Thuật Mỏ - Địa chất số 57, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 10. Nguyen Anh Tuan, Nhu Viet Tuan, Dao Hong (2012), Trend of mechanization development for underground mining in Quang Ninh, Proceedings of the 2nd international conference on advances in mining and tunneling, Hanoi, Vietnam. 11. Le Trung Tuyen, Nhu Viet Tuan, Nguyen Tuan Anh (2014), The feature of spontaneous combustion of anthracite coal in vietnam coal mine, Proceedings of the 3nd international conference on advances in mining and tunneling, Hanoi, Vietnam. 12. Le Trung Tuyen, Nhu Viet Tuan, Kotaro OHGA and Takehiro ISEI (2016), Characteristics of Spontaneous Combustion of Anthracite in Vietnamese Coal Mines, Journal of MMIJ, Vol.132, No.11, Japan. (https://www.jstage.jst.go.jp/browse/journalofmmij/132/0/_contents https://www.jstage.jst.go.jp/article/journalofmmij/132/11/132_167/_article) 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Mỏ và Công nghiệp - Vinacomin (2012), Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020 có xét triển vọng đến năm 2030, Hà Nội. 2. Đặng Văn Cương, Nghiên cứu một số thông số cơ bản của HTKT phá nổ phân tầng để khai thác các vỉa than dốc, dày 2 – 5 m trong điều kiện địa chất phức tạp ở vùng than Quảng Ninh, Luận án phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 3. Trương Đức Dư (2003), Nghiên cứu hoàn thiện CNKT vỉa dày thoải cho một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Hà Nội. 4. Phùng Mạnh Đắc (2006), Nghiên cứu các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm huy động tổng hợp tài nguyên phục vụ chiến lược phát triển bền vững trong khai thác và sử dụng than ở Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài trọng điểm cấp Bộ, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 5. Phùng Mạnh Đắc (2004), Nghiên cứu áp dụng cơ giới hoá khai thác các vỉa dày trong điều kiện địa chất phức tạp bể than Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công nghiệp, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 6. Phùng Mạnh Đắc (2004), Nghiên cứu khả năng phát triển công nghệ khai thác các vỉa than có độ dốc lớn theo hướng áp dụng các dàn chống (không phân mảng, dàn chống có đế trượt, giá thủy lực di động) và phương pháp nổ mìn trong lỗ khoan dài đường kính lớn, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 7. Nguyễn Trọng Hoan, Dupak I.N. (1990), Nghiên cứu đánh giá mức độ ổn định của đá vách và đá trụ mỏ than Mạo Khê, Mông Dương, Hà Lầm, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 8. Trần Văn Huỳnh, Đặng Văn Cương (1993), Giáo trình CNKT than hầm lò - tập II, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 9. Trương Văn Lợi (2002), Nghiên cứu và lựa chọn các sơ đồ CNKT gương lò ngắn áp dụng cho điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại 112 học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 10. Đào Danh Phượng (1996), Đánh giá khả năng ứng dụng và xác định các tham số hợp lý của sơ đồ công nghệ cơ giới hóa khai thác mỏ than hầm lò bể than Quảng Ninh, Luận án Phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 11. Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (2012), Báo các kết quả sản xuất kinh doanh năm 2011 của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội. 12. Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (2013), Báo các kết quả sản xuất kinh doanh năm 2012 của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội. 13. Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (2014), Báo các kết quả sản xuất kinh doanh năm 2013 của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội. 14. Ninh Quang Thành (1985), Nghiên cứu công nghệ khai thác vỉa dày dốc α > 35° vùng mỏ than Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội 15. Ninh Quang Thành (1995), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khai thác hầm lò và lộ thiên trong điều kiện địa chất phức tạp, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KC- 03-03 giai đoạn 1991 ÷ 1995, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội 16. Nguyễn Anh Tuấn (2007), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hóa khai thác các vỉa dày, dốc trên 450 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 17. Nguyễn Anh Tuấn (2012), Nghiên cứu xác định các thông số dịch chuyển, biến dạng đá khi khai thác vỉa dày bằng phương pháp hầm lò trên mô hình vật liệu tương đương, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 18. Nhữ Việt Tuấn (2012), Áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa khai thác than các vỉa dày, dốc trên 450 bằng dàn chống tự hành chế tạo tại Việt Nam ở các mỏ than Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết Dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội. 113 19. Nhữ Việt Tuấn (2009), Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chiều cao phân tầng trong sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dốc tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội 20. Hoek E. (2002), Hoek-Brown failure criterion – 2002 edition, Vancouver, Canada – 2002, Cosulting Group Inc: Minneapolis, Minnesota, USA 21. Lovell G.H, Partol W.J and Grane J.T (1957), Longwall method of mining anthracite, Mingning engineer. 22. Stanislaw Gajos (2004), Experience and practical aspects of utilizing a shrinkage metod of extraction at Kazimierz-Juliusz coal mine in Sosnowiec, International mining forum, New technologies in underground mining, Safety in mines, Cracow-Szczyrk-Wieliczka, Poland. 23. Xu Yong Qi (1990), Drawing album of the coal mining used in China, Publishing house of China University of Mining and Technology, Beijing. 24. А.П.Судоплатов, В.Ф.Парусимов, Л.Н.Гапанович, А.В.Стариков А.В.Сахаров (1962), разработка уголъных месторождений корокими очистными забоямиб, Углетехиздатб, Москва. 25. А.П.Томашевский (1985), Совершенствование способов разработки мощных пластов в кузбассе, Недра, Москва. 26. Бурчаков А.С., Гринко Н.К., Дорохов Д.В. (1983), Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых, Москва – Недра. 27. Васильев А.Б. (1977), Исследование процесса выпуска угля при разработке мощных пластов механизированными комплексами с принудительным обрушением, Афтореферат канд, Дисс. Л. 28. Графова Л.Е. (1974), Направления комплексной механизации разработки крутых и наклонных пластов, Москва – Недра. 29. Жетесов С.С., Сагинов А.С., Лазуткин А.Г., Нургужин М.Р. (1992), Пути развития и совершенствования механизированных крепей, Алма-Ата Гылым. 114 30. К.А. Ардашев (1967), Управление горным давлением при разработке тонких и средней мощности уголъных пластов наклонного и крутого падения, Кемеровское книжное издателъство. 31. Кирпичев М.В.(1953), Теория подобия, Москва. 32. Клишин В.И. (2009), Технология выемки крутопадающих пластов, Уголь Кузбасса, № 3. 33. Клишин В.И., Кокоулин Д.И., Кубанычбек Б., Клишин С.В. (2010), Способ отработки мощных угольных пластов, Патент № 2399762 Российской Федерации - Опубл. в БИ № 26. 34. Клишин В.И., Леконцев Ю.М., Сажин П.В (2010), Способ разупрочнения прочных углей, Патент № 2394991 Российской Федерации - Опубл. в БИ № 20. 35. Клишин С.В., Клишин В.И (2010), Рациональные режимы механизированной отработки мощных крутопадающих пластов угля подэтажными штреками, Рудник будущего. 36. Крылов В.Ф., Яковлев А.И., Калугин О.С., Коврижин А.К., Жданько В.Н. (1967), Разработка мощного крутого пласта подэтажами с применением КТУ, Уголь - № 6. 37. Кузнецов Г.Н., Будъко М.Н., Василъев Ю.И., Шклярский М.Ф., Юревич Г.Г.(1968), Моделирование проявлений горного давления, Ленинград. 38. Л.Д.Шевякова (1956), Разработка крутопадающих пластов кузбасса, Углетехиздатб, Москва. 39. Макарюк Н.В. (2010), Способ сейсмоволново10о разупрочнения угольных массивов и скважинный сейсмовибратор, Патент № 2449108 Российской Федерации - Опубл. в БИ № 12. 40. Томашевский Л. П., Левочко В.П., Боровиков П. А., Блинов Ю. С., Кузин Г.С., Калугин О.Ф. (1974), Разработка и научное обоснование технологии подэтажной выемки угля и параметров выпускного механизированного комплекса крепь – штрек, Совершенствование тех-нологии разработки 115 крутых пластов Кузбасса №25, Прокопьевск. 41. Томашевский Л. П. (1978), Технология разработки мощных крутых нарушенных пластов Кузбасса и направления ее совершенствования, Москва – Обзор ЦНИЭИ-уголь. 42. Фунг мань дак (1989), Совершенствование технологии выемки мoщных наклонных угольных пластов в сложных горно-геологических условиях Куангниньского месторождения СРВ, кандидатская диссертация, Ленинград 43. Шундулиди И.А., Марков А.С., Калинин С.И., Егоров П.В. (1999), Выбор параметров технологии отработки мощных пологих пластов с выпуском межслоевых и подкровельных пачек угля, Кемерово: Кемеров. кн. изд-во. 44. Шундулиди И.А. (2004), Интегрированные технологические системы двухста-дийной отработки запасов мощных угольных пластов, Москва. 45. Иванов Б.А (1973), Исследование выпуска угля при разработке мощных пластов с принудительным обрушением, Афтореферат канд, Дисс. Л. 116 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Tổng hợp kết quả tỷ lệ tổn thất than khai thác trên các mô hình No mô hình Chiều cao phân tầng, h (m) Bước hạ trần than, a (m) Góc dốc vỉa than, α (độ) Chiều dày vỉa than, M (m) Tỷ lệ tổn thất than, η (%) 1 8 1 45 7 39,33 2 8 2 45 7 45,43 3 8 3 45 7 50,58 4 12 1 45 7 42,17 5 12 2 45 7 47,31 6 12 3 45 7 53,07 7 15 1 45 7 46,33 8 15 2 45 7 50,96 9 15 3 45 7 55,36 10 8 1 65 7 34 ,32 11 8 2 65 7 36,60 12 8 3 65 7 40,55 13 12 1 65 7 36,08 14 12 2 65 7 38,72 15 12 3 65 7 43,34 16 15 1 65 7 37,96 17 15 2 65 7 40,55 18 15 3 65 7 44,93 19 8 1 85 7 28,04 20 8 2 85 7 29,82 21 8 3 85 7 34,50 22 12 1 85 7 29,82 23 12 2 85 7 31,06 24 12 3 85 7 35,90 25 15 1 85 7 31,82 26 15 2 85 7 33,26 27 15 3 85 7 37,85 117 Phụ lục 2: Tổng hợp, so sánh kết quả tỷ lệ tổn thất than theo thí nghiệm và từ hàm số hồi quy TT x1 (radian) x2 (m) x3 (m) y_tn (%) y_h (%) |∆| (%) 1 0,785 1 8 39,33 40,682 1,352 2 0,785 2 8 45,43 44,92 0,51 3 0,785 3 8 50,58 49,601 0,979 4 0,785 1 12 42,17 43,331 1,161 5 0,785 2 12 47,31 47,846 0,536 6 0,785 3 12 53,07 52,831 0,239 7 0,785 1 15 46,33 45,431 0,899 8 0,785 2 15 50,96 50,165 0,795 9 0,785 3 15 55,36 55,392 0,032 10 1,13 1 8 34,32 33,507 0,813 11 1,13 2 8 36,6 36,998 0,398 12 1,13 3 8 40,55 40,853 0,303 13 1,13 1 12 36,08 35,69 0,39 14 1,13 2 12 38,72 39,408 0,688 15 1,13 3 12 43,34 43,514 0,174 16 1,13 1 15 37,96 37,419 0,541 17 1,13 2 15 40,55 41,318 0,768 18 1,13 3 15 44,93 45,623 0,693 19 1,48 1 8 28,04 27,521 0,519 20 1,48 2 8 29,82 30,388 0,568 21 1,48 3 8 34,5 33,554 0,946 22 1,48 1 12 29,82 29,313 0,507 23 1,48 2 12 31,06 32,367 1,307 24 1,48 3 12 35,9 35,74 0,16 25 1,48 1 15 31,82 30,734 1,086 26 1,48 2 15 33,26 33,936 0,676 27 1,48 3 15 37,85 37,472 0,378 118

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnghien_cuu_va_xac_dinh_cac_tham_so_hop_ly_cua_he_thong_khai_thac_lo_doc_via_phan_tang_su_dung_dan_ch.pdf
Luận văn liên quan