Đang tải... (xem toàn văn)
Trên cơ sở tổng hợp kinh nghiệm của nước ngoài kết hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các lò chợ cơ giới hóa đồng bộ vùng Quảng Ninh, bài viết đề xuất một số giải pháp trong công tác chuẩn bị, vận chuyển, lắp đặt, nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả khai thác.
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC CHUẨN BỊ, LẮP ĐẶT, THÁO DỠ, DI CHUYỂN CÁC THIẾT BỊ LỊ CHỢ CƠ GIỚI HĨA ĐỒNG BỘ TẠI MỘT SỐ MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH TS Trần Minh Tiến TS Cao Quốc Việt Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: TS Lê Đức Nguyên Tóm tắt: Trên sở tổng hợp kinh nghiệm nước kết hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ lò chợ giới hóa đồng vùng Quảng Ninh, báo đề xuất số giải pháp công tác chuẩn bị, vận chuyển, lắp đặt, nhằm nâng cao hiệu khai thác Mở đầu Trong năm qua, nhằm đáp ứng nhu cầu tăng sản lượng nâng cao mức độ an toàn cho người lao động, mỏ hầm lò thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam đẩy mạnh áp dụng loại hình cơng nghệ giới hoá khai thác thác cho điều kiện vỉa than khác Đối với cơng nghệ giới hóa đồng cho điều kiện vỉa thoải đến nghiêng, có 07 dây chuyền hoạt động, đó: Hà Lầm có 02 lò chợ hạ trần thu hồi than nóc; Khe Chàm có 01 lò chợ khấu hết chiều dày vỉa 01 lò chợ hạ trần thu hồi than nóc; Vàng Danh có 01 lò chợ hạ trần thu hồi than nóc; Quang Hanh có 01 lò chợ khấu hết chiều dày vỉa; Dương Huy có 01 lò chợ khấu hết chiều dày vỉa Kết áp dụng công nghệ khai thác giới hóa đồng thời gian qua mỏ hầm lò Tập đồn khẳng định tính ưu việt so với loại hình cơng nghệ khác việc nâng cao sản lượng khai thác, cải thiện điều kiện làm việc nâng cao mức độ an tồn cho cơng nhân Tuy nhiên cơng tác lắp đặt, tháo chuyển thiết bị lò chợ giới hóa đồng nhiều cơng đoạn thực thủ công nên thời gian chuyển diện kéo dài làm ảnh hưởng đến hiệu áp dụng công nghệ Để nâng cao hiệu khai thác lò chợ giới hóa đồng bộ, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật công tác chuẩn bị, lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển đồng thiết bị lò chợ cần thiết Đặc điểm kỹ thuật dây chuyền giới hóa đồng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Các thiết bị dây chuyền công nghệ giới hóa đồng khai thác lò chợ có đặc điểm chung trọng lượng kích thước lớn Đặc điểm kích thước, trọng lượng thiết bị lò chợ giới hóa đồng cụ thể sau: giàn chống dạng nguyên kiện có chiều cao từ 1,2 ÷ 3,7m; chiều rộng từ 1,5 ÷ 1,7m; chiều dài từ 4,4 ÷ 7,7m; khối lượng từ 9,8 ÷ 32,0 tấn; phận lớn máy khấu (thân máy) có kích thước (dài × rộng × cao) vận chuyển 3,2m × 1,1m × 0,8m, khối lượng 7,5 tấn; phận lớn máng cào (cầu máng) có kích thước (dài × rộng × cao) vận chuyển 1,5m × 0,73m × 0,22, khối lượng khoảng 1,0 Thống kê cho thấy dây chuyền giới hóa có tổng khối lượng nhỏ khoảng 737 (lò chợ khấu hết chiều dày vỉa Quang Hanh); dây chuyền có tổng khối lượng lớn khoảng 3.305 (lò chợ hạ trần công suất 1,2 triệu tấn/năm Hà Lầm) So với tổng khối lượng thiết bị lò chợ cột thủy lực đơn (khoảng 35 ÷ 50 tấn), lò chợ giá thủy lực di động (khoằng xe tự hành bánh lốp bánh xích, thời gian tháo chuyển thiết bị lò chợ khoảng ÷ 10 ngày điều kiện chiều dài từ 200 ÷ 250m, KHCNM SỐ 42019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LỊ THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ mỏ than Lake Way (Mỹ) đạt kỷ lục cơng tác vận chuyển lắp đặt lò chợ giới hóa có chiều dài 200m thời gian 48h Tuy nhiên điều kiện áp dụng phương tiện khắt khe đòi đường lò có tiết diện lớn (từ 15m² trở lên), lò đá cứng phải cứng hóa trước Do đó, xe tự hành phù hợp với hệ thống đường lò mỏ hầm lò đại, cơng suất lớn sử dụng đồng thiết bị giới hóa hạng nặng Để khắc phục hạn chế điều kiện áp dụng xe tự hành, nhà máy sản xuất thiết bị mỏ Đức, Anh, Nga, Ba Lan, Trung Quốc, v.v nghiên cứu sản xuất hệ thống vận chuyển chạy mô nô ray đường ray dạng cưa Các hệ thống vận chuyển chạy mô nô ray áp dụng để vận chuyển thiết bị, vật liệu người đường lò có tiết diện từ 7m² trở lên góc dốc tối đa lên tới 30º ( lò ổn định sử dụng mơ nơ ray, lò ổn định sử dụng đường ray dạng cưa) So với xe tự hành hệ thống vận chuyển có tính linh hoạt cao kích thước khối lượng phận hệ thống vận chuyển nhỏ; tính thích ứng cao mơi trường mỏ hầm lò di chuyển dễ dàng khu vực ngã ba, ngã tư đường lò đường lò có điều kiện khác kích thước tiết diện độ dốc; công tác chất tải tháo dỡ thiết bị, vật liệu giới hóa hồn tồn Kết áp dụng giải pháp vận chuyển số mỏ hầm lò Trung Quốc cho phép nâng cao tốc độ vận chuyển, lắp đặt thiết bị lò chợ giới hóa lên tới 1,4 ÷ 1,6 lần, nhân lực vận hành giảm từ 30 ÷ 40% so với vận chuyển tời kéo, thời gian tháo chuyển thiết bị lò chợ điều kiện chiều dài lò chợ 150 ÷ 200m khoảng 10 ÷ 15 ngày Tại mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, công tác vận chuyển đồng thiết bị giới hóa lò chủ yếu sử dụng tích chuyên dụng kết hợp với tời kéo tàu điện Ngoài số mỏ áp dụng giải pháp vận chuyển đồng thiết bị giới hóa mơ nơ ray cung đoạn ngắn Nhìn chung tính đồng hệ thống vận chuyển chưa cao, thời gian gián đoạn nhiều nên công tác vận chuyển lắp đặt thiết bị giới hóa khai thác thường kéo dài từ 30 ÷ 45 ngày, chí đến 60 ngày Trên sở tồn hệ thống vận chuyển tích chuyên dụng kết hợp với tời a Vận chuyển hệ thống mô nô ray b Vận chuyển hệ thống đường ray cưa c Vận chuyển xe tự hành dạng nâng bánh lốp d Vận chuyển xe tự hành dạng kéo bánh xích Hình Các phương tiện vận chuyển đồng thiết bị giới hóa giới KHCNM SỐ 4/2019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LỊ THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ a) Máy cẩu đa b) Tích đa Hình - Các thiết bị lắp đặt lò chợ giới hóa kéo tàu điện áp dụng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, báo đề xuất áp dụng giải pháp vận chuyển thiết bị giới hóa khai thác hệ thống vận chuyển chạy mô nô ray hệ thống đường ray dạng cưa nhằm nâng cao tốc độ mức độ giới hóa cơng tác vận chuyển Theo kinh nghiệm nước áp dụng giải pháp vận chuyển này, tốc độ vận chuyển tăng từ 20 ÷ 30%, nhân lực giảm khoảng 10 ÷ 15% so với giải pháp vận chuyển tích chuyên dụng 3.3 Đề xuất giải pháp lắp đặt đồng thiết bị Trong cơng tác lắp đặt, ngồi giải pháp sử dụng xe tự hành, mô rô ray, v.v để thực đồng thời công tác vận chuyển lắp đặt, mỏ hầm lò giới sử dụng thiết bị có mức độ giới hóa cao khung tháo lắp giàn chống, máy cẩu đa năng, tích đa năng, v.v để thay cho công cụ thủ công pa lăng, tời, cột thủy lực đơn Các thiết bị hoạt động nhờ cấu thủy lực với nguồn cung cấp từ trạm bơm dung dịch nhũ hóa Máy cẩu đa dùng để lắp đặt phận máy khấu, máng cào, băng tải, máy nghiền động cơ, hộp giảm tốc, cầu máng, tang khấu, v.v với khối lượng lên tới tấn, góc quay đạt tới 360º để thay thể cho pa lăng công cụ khác khơng gian hẹp Thiết bị tự dịch chuyển đường ray cầu máng cào lò vận tải thượng khởi điểm Tích đa thiết bị thực đồng thời công tác vận chuyển lắp đặt giàn chống Cấu tạo tích đa tương tự tích vận chuyển thơng thường, điểm khác biệt tích vận chuyển loại có tích hợp thêm kết cấu thủy lực, phân tiếp đất nên tác dụng vận chuyển thực cơng tác lắp đặt giàn chống với tốc độ lắp đặt cải thiện đáng kể so với lắp đặt công cụ thủ công Giải pháp lắp đặt đồng thiết bị giới hóa khai thác thiết bị giới nêu áp dụng rộng rãi mỏ hầm lò Trung Quốc, kết thống kê điều kiện chiều dài lò chợ từ 115m ÷ 282m mỏ hầm lò thuộc vùng Sơn Đơng, Sơn Tây, Nội Mông thời gian lắp đặt đồng thiết bị giới hóa khoảng ÷ 20 ngày (9 ÷ 12 giàn/ngày) Tại mỏ hầm lò nước, công tác lắp đặt chủ yếu sử dụng thiết bị, công cụ tời kéo, pa lăng, cột thủy lực đơn để nâng hạ xoay thiết bị lò chợ giới hóa đồng vào vị trí lắp đặt lò Với việc sử dụng cơng cụ thủ công chưa cải thiện điều kiện làm việc công nhân giai đoạn lắp đặt tháo chuyển thiết bị lò chợ giới hóa, tốc độ lắp đặt chậm, bình qn đạt ÷ giàn/ca Để nâng cao tốc độ lắp đặt đồng thiết bị giới hóa để phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, báo đề xuất áp dụng giải pháp lắp đặt thiết bị giới hóa khai thác thiết bị đa cơng máy cẩu đa tích đa Theo kinh nghiệm Trung Quốc, áp dụng giải pháp tốc độ lắp đặt tăng từ 1,5 ÷ lần so với giải pháp lắp đặt công cụ thủ công 3.4 Đề xuất giải pháp công tác tạo diện tháo chuyển thiết bị Trên giới, công tác tạo diện thu hồi thiết bị lò chợ giới hóa kết thúc diện khai thác KHCNM SỐ 42019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LỊ THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ thường mỏ hầm lò thực theo hai giải pháp tạo diện thu hồi từ lò chợ tạo diện thu hồi từ đường lò đào tiến trước nằm giới hạn dừng khai thác Để tạo diện thu hồi theo giải pháp thứ nhất, lò chợ khấu cách giới hạn dừng khai thác khoảng 15 ÷ 20m, tiến hành tạo lớp ngăn cách giàn chống với lò đất đá phá hỏa vật liệu nhân tạo lưới thép, lưới nhựa, chèn gỗ, chèn sắt v.v Công tác tạo lớp ngăn cách tính tốn cho đến điểm dừng khai thác tồn phần phía giàn phủ kín vật liệu Khơng gian lò chợ điểm dừng khai thác diện thu hồi Giải pháp tạo diện thu hồi từ lò chợ có tồn ảnh hưởng lớn đến sản xuất giảm sản lượng khai thác Tuy nhiên, vài năm gần đây, số mỏ hầm lò Trung Quốc áp dụng giải pháp sử dụng cáp thép kết hợp lưới thép thay cho lưới thép kết hợp chèn gỗ, chèn sắt trải lên giàn làm lớp ngăn cách; chống giữ khơng gian thu hồi chống neo thay cho chống giữ chống dạng bị động Các giải pháp đẩy nhanh tốc độ tạo diện thu hồi giảm tiêu hao vật tư Để khắc phục hạn chế giải pháp tạo diện thu hồi từ lò chợ từ năm 1987, mỏ hầm lò Mỹ áp dụng thử nghiệm giải pháp tạo diện thu hồi lò thượng đào tiến trước giới hạn dừng khai thác (hình 8) Sau giải pháp mở rộng áp dụng sang mỏ hầm lò nhiều nước khác So với giải pháp tạo diện thu hồi từ lò chợ, giải pháp đào đường lò thu hồi tiến trước có ưu điểm khơng ảnh hưởng đến sản xuất lò chợ, khơng cần thực công việc phụ trợ khác để tạo không gian thu hồi, đường lò ổn định Tuy nhiên giải pháp có nhược điểm tổn thất than lớn Trong công tác tháo vận chuyển thiết bị khỏi lò chợ kết thúc diện khai thác, giải pháp sử dụng tương tự giải pháp giai đoạn vận chuyển, lắp đặt thiết bị với hướng tháo chuyển thực ngược lại so với giai đoạn lắp đặt Tốc độ tháo chuyển lò chợ phụ thuộc vào phương tiện, thiết bị sử dụng Khi áp dụng giải pháp tạo diện thu hồi tiến trước sử dụng phương tiện xe kéo, xe nâng bánh lốp bánh xích thời gian cho cơng tác tháo chuyển kéo dài từ ÷ 10 ngày cho điều kiện lò chợ dài từ 200 ÷ 300m Kỷ lục thời gian tháo chuyển thiết bị thiết lập lò chợ số mỏ than Bureau vùng Pennsylvania Mỹ với thời gian 1,5 ngày cho điều kiện lò chợ có chiều dài 182m Trong lò chợ giới hóa vùng Quảng Ninh, cơng tác tạo diện thu hồi thực Lò dọc vỉa thơng gió; Lò dọc vỉa vận tải; Lò chơ; Lò thu hồi chính; Lò vận chuyển thiết bị; Lò liên lạc a Đào cặp đường lò thu hồi tiến trước Lò dọc vỉa thơng gió; Lò dọc vỉa vận tải; Lò chơ; Lò thu hồi b Đào đường lò thu hồi tiến trước Hình Giải pháp lăn cáp, trải lưới thép chống neo khơng gian thu hồi Hình Giải pháp tạo diện thu hồi đường lò đào lò tiến trước KHCNM SỐ 4/2019 * CƠNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LỊ THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ từ lò chợ chủ yếu sử dụng lưới thép kết hợp với chèn gỗ loại chống thép, gỗ theo giai đoạn: gương lò chợ cách giới hạn dừng khai thác từ 12 ÷ 15m trình khấu chống sử dụng lưới thép để trải kết hợp lăn gỗ lên lò chợ để làm lớp ngăn cách đất đá phá hỏa tràn vào khơng gian lò chợ; lò chợ khấu cách giới hạn dừng khai thác từ ÷ 4m, tiếp tục khấu gương máy không di chuyển giàn chống để tạo diện thu hồi, không gian tiếp tục sử dụng lớp ngăn cách chống giữ chống thép Quá trình áp dụng giải pháp bộc lộ nhược điểm thi cơng khó khăn, gỗ bị giàn chống nén ép nên hay bị dập, gãy làm ảnh hưởng đến độ ổn định lò thu hồi giàn chống thiết bị khác Sau tạo xong diện thu hồi, công tác tháo chuyển thiết bị sử dụng phương tiện giai đoạn lắp đặt Thời gian cho tháo chuyển thiết bị thường từ 20 ÷ 40 ngày khơng kể thời gian khấu tạo diện Trên sở tồn giải pháp kinh nghiệm Trung Quốc, báo đề xuất sử dụng cáp thép kết hợp lưới thép thay cho đoản gỗ kết hợp lưới thép để làm lớp ngăn cách công tác tạo diện thu hồi lò chợ giới hóa đồng Giải pháp có ưu điểm dây cáp có sức kháng kéo cao, nên sức ép giàn chống giữ độ bền tính làm việc, kết hợp với lưới thép tạo thành mảng liên kết mềm, giữ ổn định nóc, ngăn khơng cho đất đá tụt lở vào khơng gian lò chợ q trình thu hồi giàn chống Ngồi ra, cáp thép sử dụng để trải lò chợ cáp thu hồi từ hệ thống tời trục mỏ, khơng phải mua sắm phí gần không, cho phép tiết kiệm hàng trăm mét khối gỗ cho lần tạo diện thu hồi, giảm đáng kể chi phí vận chuyển mức độ nhọc cho người lao động Kết luận Từ trạng công tác chuẩn bị, vận chuyển lắp đặt đồng thiết bị giới hóa mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh kết tổng quan kinh nghiệm giới, báo đề xuất số giải pháp công tác nhằm giảm thời gian, nâng cao tốc độ chuyển diện Các giải pháp đề xuất có tính khả thi, áp dụng vào thực tế nhằm nâng cao hiệu khai thác lò chợ giới hóa đồng bộ./ Tài liệu tham khảo: KS Đặng Thanh Hải nnk (2016), Báo cáo tổng kết đề tài Phát triển áp dụng giới hóa đào lò khai thác mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh giai đoạn 2013 ÷ 2015, lộ trình đến năm 2020, Viện KHCN Mỏ ThS Đinh Văn Cường nnk (2016), Báo cáo Đánh giá kết áp dụng nghiên cứu hoàn thiện cơng nghệ giới hóa khai thác Cơng ty than Quang Hanh, Viện KHCN Mỏ Vinacomin Trương Anh Dân nnk(2007), Lắp đặt tháo dỡ đồng thiết bị giới hóa đào lò khai thác, Sơn Tây, Trung Quốc Research and propose technical solutions in the preparation, installation, dismantlement and displacement of equipment for use at longwall where synchronously mechanized technology is applied in several underground mines in Quang Ninh area Dr Tran Minh Tien, Dr Cao Quoc Viet Institute of Mining Science and Technology - Vinacomin Summary: On the basis of collecting foreign experience in combination with the mining geological and technical conditions of synchronously mechanized longwalls in Quang Ninh, the authors proposes several solutions in the preparation, transportation and installation in order to further improve mining efficiency KHCNM SỐ 42019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ ... Đề xuất giải pháp lắp đặt đồng thiết bị Trong cơng tác lắp đặt, ngồi giải pháp sử dụng xe tự hành, mô rô ray, v.v để thực đồng thời công tác vận chuyển lắp đặt, mỏ hầm lò giới sử dụng thiết bị. .. Tại mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, công tác vận chuyển đồng thiết bị giới hóa lò chủ yếu sử dụng tích chun dụng kết hợp với tời kéo tàu điện Ngoài số mỏ áp dụng giải pháp vận chuyển đồng thiết bị giới. .. 3.4 Đề xuất giải pháp công tác tạo di n tháo chuyển thiết bị Trên giới, công tác tạo di n thu hồi thiết bị lò chợ giới hóa kết thúc di n khai thác KHCNM SỐ 42019 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LỊ