Nghiên cứu áp dụng dây chuyền công nghệ cơ giới hoá khấu than lò chợ phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật các vỉa than thoải và nghiêng ở các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh
Hiện nay công nghệ khai thác khấu gương bằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng các loại vì chống thủy lực như cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động, giá khung, giá xích vẫn chiếm vai trò chính, đóng góp 60 ÷ 65% tổng sản lượng than hầm lò hàng năm của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV).
Bên cạnh những đóng góp không thể phủ nhận của các công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn, công nghệ này còn tồn tại những nhược điểm như các công đoạn chính trong dây chuyền công nghệ vẫn chủ yếu được thực hiện bằng thủ công, mức độ cơ giới thấp nên thời gian hoàn thành chu kỳ kéo dài, dẫn đến các chỉ tiêu sản lượng. Trong khi đó, các diện sản xuất ngày càng xuống sâu, đi xa hơn làm tăng các chi phí phụ trợ, tiền lương, đơn giá nguyên vật liệu đầu vào cũng tăng theo xu thế chung, dẫn đến giá thành ngày càng cao, dự kiến sẽ tiệm cận, thậm chí cao hơn giá bán nếu công nghệ không được thay đổi. Do vậy, với xu hướng sản lượng khai thác than hầm lò ngày càng tăng trong những năm tới, việc áp dụng chủ đạo mô hình công nghệ khai thác thủ công để đảm bảo kế hoạch sản lượng được giao, các mỏ hầm lò đều phải duy trì và tăng số lượng lò chợ hoạt động đồng thời, kéo theo nhu cầu lớn về nhân lực trực tiếp, trong khi việc giữ ổn định và tuyển dụng mới thợ lò đang là khó khăn rất lớn cho các đơn vị. Các khó khăn này ảnh hưởng trực tiếp đến mục tiêu phát triển bền vững của TKV nói riêng, ngành than nói chung. Từ đó đặt ra yêu cầu tiếp tục nghiên cứu đổi mới công nghệ khai thác khấu gương khoan nổ mìn bằng công nghệ phù hợp hơn để có thể nâng cao được sản lượng, năng suất lao động, góp phần hạ giá thành và giảm nhu cầu nhân lực trực tiếp tại các mỏ than hầm lò của ngành than. Để đạt được mục tiêu trên, ngoài việc tiếp tục áp dụng, nhân rộng các mô hình lò chợ sử dụng đồng bộ cơ giới hóa hạng nặng và trung bình hiện nay, cần thiết phải nghiên cứu đổi mới, mở rộng phạm vi áp dụng công nghệ cơ giới hóa khấu than để dần thay thế cho công nghệ khai thác khấu gương khoan nổ mìn, chống giữ bằng vì chống thủy lực tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.
Với mục tiêu có thể lựa chọn áp dụng 01 dây chuyền công nghệ cơ giới hóa khấu than cho vỉa thoải đến nghiêng nhằm đổi mới, hiện đại hóa công nghệ khai thác, tăng sản lượng, năng suất lao độn từ 1,5 ÷ 2,0 lần so với lò chợ khoan nổ mìn thủ công tại các mỏ khai thác than hầm lò Việt Nam, TS. Lê Đức Nguyên và nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu áp dụng dây chuyền công nghệ cơ giới hóa khấu than lò chợ phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật các vỉa than thoải đến nghiêng ở các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh”.
Sau gần hai năm triển khai thực hiện, đề tài kết luận như sau:
1. Công nghệ cơ giới hóa khai thác vỉa than thoải đến nghiêng trên thế giới đã được triển khai áp dụng phổ biến, trong cả điều kiện thuận lợi và khó khăn về điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ. Kinh nghiệm khai thác trên thế giới đã chỉ ra rằng công suất lò chợ phụ thuộc rất lớn vào điều kiện địa chất vỉa than. Tùy vào mức độ thuận lợi về điều kiện địa chất vỉa mà công suất lò chợ có thể đạt vài trăm nghìn đến vài triệu tấn/năm.
2. 2. Các loại hình công nghệ khai thác các vỉa có góc dốc thoải đến nghiêng rất đa dạng. Mỗi loại hình công nghệ phù hợp với điều kiện địa chất mỏ và trong một giai đoạn nhất định: Công nghệ khai thác lò chợ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ bằng cột thủy lực đơn (TLĐ) và giá thủy lực di động (TLDĐ) được áp dụng rộng rãi và tham gia sản lượng lớn trong giai đoạn 1998 ÷ 2006. Đến nay, công nghệ vẫn tiếp tục được duy trì để khai thác các khu vực nhỏ có trữ lượng nhỏ lẻ, phân tán hoặc có điều kiện địa chất phức tạp; Công nghệ khai thác lò chợ khấu than bằng khoan nổ mìn, chống giữ bằng giá khung TLDĐ và giá xích được áp dụng rộng rãi và tham gia phần lớn sản lượng trong những năm gần đây. Hiện nay, loại hình công nghệ sử dụng các loại vì chống này vẫn chiếm vai trò chủ đạo trong khai thác các mỏ hầm lò của TKV; Công nghệ khai thác lò chợ bán CGH sử dụng máy khấu kết hợp giá thủy lực di động, đã cho một số chỉ tiêu KTKT tương đối tốt ở Công ty than Khe Chàm (2002), đến nay vẫn được duy trì áp dụng. Hiện nay, khai thác lò chợ sử dụng giá khung và giá xích cho kết quả rất tốt. Để đẩy mạnh công tác cơ giới hóa, thời gian tới cũng cần nghiên cứu, xem xét áp dụng mô hình công nghệ bán cơ giới hóa máy khấu kết hợp với giá khung hoặc giá xích để cải thiện điều kiện cho công nhân khai thác; Công nghệ cơ giới hóa khai thác lò chợ đã được nghiên cứu và đưa vào áp dụng trong thực tế mỏ hầm lò của TKV từ năm 2004. Do ảnh hưởng các yếu tố về điều kiện địa chất vỉa phức tạp, một số mô hình cơ giới hóa không còn được áp dụng. Hiện nay, toàn TKV có 10 lò chợ khai thác áp dụng cơ giới hóa, trong đó: 04 lò chợ khai thác toàn bộ chiều dày vỉa và 06 lò chợ khai thác lò chợ trụ hạ trần thu hồi than nóc. Kết quả áp dụng đã tăng được sản lượng; Tăng năng suất lao động; Đặc biệt là cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao mức độ an toàn lao động. Tuy nhiên, tỷ trọng khai thác bằng cơ giới hóa còn thấp, chiếm khoảng trên 13% sản lượng khai thác hầm lò của toàn TKV.
3. Đề tài xác định được điều kiện và phạm vi áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác trong điều kiện các vỉa có góc dốc thoải đến nghiêng. Xác định các tiêu chí và đề xuất lựa chọn được o4 mô hình cơ giới hóa khai thác phù hợp với điều kiện địa chất và trữ lượng lò chợ các mỏ hầm lò của TKV. Đồng thời, đề tài lập hướng dẫn lựa chọn các thiết bị chính của lò chợ cơ giới hóa. Lựa chọn và đề xuất lộ trình áp dụng các mô hình cơ giới hóa khai thác các vỉa dốc thoải đến nghiêng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, giai đoạn từ 2020 ÷ 2023.
4. Đề tài lựa chọn khu vực áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác lò chợ CGH là: Lò chợ I-11-5 lớp vách thuộc vỉa 11 khu Khe Chàm I - Công ty than Hạ Long. Đề tài lựa chọn công nghệ khai thác cột dài theo phương, khấu hết chiều dày vỉa bằng máy combai, chống giữ lò chợ bằng giàn chống tự hành hạng nhẹ (giàn chống Trung gian loại ZY2400/14/32Q; giàn chống quá độ loại ZYG2400/14/32Q; máy khấu loại MG 160/381-WD), điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần. Kết quả tính toán công nghệ, đã cho ra các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
5. Qua triển khai áp dụng cơ giới hóa hạng nhẹ tại Công ty than Hạ Long, tổng hợp và đánh giá kết quả áp dụng trong thực tế, cho thấy: Công nghệ khai thác cơ giới hóa sử dụng giàn nhẹ áp dụng tốt trong điều kiện vỉa dày trung bình dốc thoải đến nghiêng tại Công ty than Hạ Long: Tăng công suất, năng suất lao động, cải thiện được điều kiện làm việc và nâng cao mức độ an toàn cho công nhân khai thác. Kết quả báo cáo làm cơ sở để Công ty than Hạ Long tiếp tục khai thác áp dụng và hoàn thiện công nghệ. Đồng thời, xem xét mở rộng cho các khu vực khai thác khác có điều kiện tương tự, cũng như xây dựng kế hoạch sản xuất cho các năm tiếp theo.
Nhóm đề tài xin kiến nghị với Bộ Công Thương và Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) xem xét và chỉ đạo các mỏ hầm lò cũng như các đơn vị tư vấn của TKV, nghiên cứu áp dụng mở rộng loại hình cơ giới hóa sử dụng giàn nhẹ trong các lò chợ có điều kiện địa chất mỏ tương tự; tiếp tục giao cho Viện KHCN Mỏ được thực hiện tiếp các nội dung của đề tài bằng việc triển khai thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm nhằm khẳng định tính ưu việt của công nghệ.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19400/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
