Giáo trình Mở vỉa và khai thác than hầm lò: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chƣơng 5 - HỆ THỐNG KHAI THÁC ÁP DỤNG CHO VỈA MỎNG, TRUNG
BÌNH - DỐC THOẢI, DỐC NGHIÊNG
Đặc điểm cơ bản của nhóm các hệ thống khai thác áp dụng cho vỉa mỏng và
trung bình là chiều dày của các vỉa khơng lớn (mv< 3,5m), cho nên người ta có thể tiến
hành khai thác một lần hết toàn bộ chiều dày của vỉa. Khi khai thác các vỉa mỏng và
trung bình có thể áp dụng một trong các hệ thống khai thác sau đây:
5.1. Hệ thống khai thác liền gƣơng
Bản chất của hệ thống khai thác liền gương là công việc đào lò chuẩn bị và khấu
than ở lò chợ tiến hành đồng thời. Gương lò chuẩn bị và gương lò chợ cùng tiến theo
một hướng từ trung tâm ruộng mỏ ra biên giới. Sử dụng hệ thống khai thác liền gương
luôn luôn phải bảo đảm sự cân đối giữa đào lò chuẩn bị và gương lò chợ. Lò dọc vỉa
vận chuyển ln ln phải vượt trước gương lị chợ một đoạn 50  100m đủ để xây
dựng ga tránh và trao đổi goòng (nếu ở lò song song chân vận tải bằng máng cào thì
khoảng cách vượt trước đó bằng 2 lần chiều dài một máng cào, phía trước chân lị chợ
ln tồn tại hai họng họng sáo: một họng sáo để tháo than và một họng sáo để đi lại)
để đảm bảo vận chuyển than ở lò chợ và thi cơng lị dọc vỉa vận chuyển khơng ảnh
hưởng lẫn nhau.
Hệ thống khai thác liền gương có thể dùng ở các ruộng mỏ: chia tầng, chia khoảnh.
Kích thước tầng hay dải theo hướng dốc lớn thì có thể chia tầng thành các phân
tầng, phân dải (trên mỗi tầng bố trí khơng q ba phân tầng). Trên mỗi phân tầng và
phân dải bố trí một lị chợ. Khi kích thước tầng hay dải khơng lớn chỉ bố trí một lị chợ
thì tương ứng với lị chợ tầng và lị chợ dải.
5.1.1. Hệ thống khai thác liền gƣơng - tầng lò (lò chợ tầng)
Hệ thống khai thác liền gương tầng lò là hệ thống khai thác mà trên mỗi tầng có
chiều dài theo hướng dốc của tầng không lớn chỉ đủ để bố trí một lị chợ và gương lị
chuẩn bị được đào đồng thời với quá trình khai thác ở lò chợ.
5.1.1.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị
a. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-1)

4

10

1-Thượng chính.

9

2- Thượng phụ.

8

3- Dọc vỉa vận chuyển.
4- Dọc vỉa thơng gió.
5- Lị cắt; 5’- Lị chợ.
6- Song song chân.

5'

2
1

5
6
7

7- Họng sáo tháo than.

3

8- Song song đầu;
9- Họng sáo thơng gió.

Hình 5-1. Hệ thống khai thác liền gương - tầng lò

75


b. Thứ tự chuẩn bị
Từ cặp thượng trung tâm chính 1, phụ 2; ở mức vận chuyển của tầng người ta đào
lò dọc vỉa vận chuyển số 3, ở mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió của tầng số 4. Để
chuẩn bị đưa tầng vào khai thác cách thượng trung tâm một khoảng 10  15m (bằng
chiều dài theo phương của trụ bảo vệ thượng) người ta đào thượng cắt số 5 nối từ lò
dọc vỉa vận chuyển số 3 đến lị dọc vỉa thơng gió số 4 làm luồng khấu đầu cho lò chợ
5‟. Trước khi đưa lò chợ vào khai thác người ta đào song song chân 6 cách lò số 3 một
khoảng bằng chiều dài theo hướng dốc của trụ bảo vệ lò dọc viả vận chuyển. Nối lò số
6 với lò số 3 bằng các họng sáo tháo than số 7. Khoảng cách giữa các họng sáo số 7
nhỏ hơn chiều dài một máng cào bố trí ở lị số 6. Tiếp theo người ta đào lò song song
đầu số 8, nối 8 với 4 bằng họng sáo thơng gió số 9.
Hướng khấu của lò chợ được tiến hành từ trung tâm ra biên giới ruộng mỏ, trong
q trình khai thác lị chợ, các gương lò chuẩn bị được đào đồng thời với quá trình
khai thác và vượt trước gương lị chợ một khoảng nhất định.
Khi khai thác tầng trên thì lị dọc vỉa vận chuyển được bảo vệ và giữ lại làm lò dọc vỉa
thơng gió cho tầng dưới tiếp theo, cứ như thế cho đến hết biên giới phía dưới của ruộng mỏ
Khoảng vượt trước giữa gương lò chuẩn bị so với gương lò chợ phụ thuộc vào thiết bị
vận tải bố trí ở lị chuẩn bị.
+ Lị dọc vỉa thơng gió vượt trước lị chợ khơng nhỏ hơn từ 5  10m.
+ Lò dọc vỉa vận chuyển: Nếu vận tải ở lị song song chân bằng máng cào thì
khoảng cách vượt trước tối thiểu lớn hơn 2 lần khoảng cách giữa hai họng sáo tháo
than. Nếu vận tải bằng tàu điện ở lị dọc vỉa vận tải, thì khoảng vượt trước từ gương lò
dọc vỉa vận tải đến họng sáo tháo than phải lớn hơn 1,5 đến 2 lần chiều dài đồn tàu
lớn nhất đảm bảo cho việc thi cơng đào lò dọc vỉa vận tải được thuận lợi.

5.1.1.2. Sơ đồ cơng nghệ
- Vận tải:
+ Vận tải than: Than từ lị chợ 5‟ xuống lò song song chân số 6 rồi qua họng
sáo 7 xuống lò dọc vỉa vận tải số 3 lên thượng chính số 1 rồi ra ngồi.
+ Vận tải vật liệu: Vật liệu từ ngồi qua lị dọc vỉa thơng gió số 4 qua họng sáo
thơng gió số 9, vào lò song song đầu số 8 rồi xuống lị chợ 5‟.
- Thơng gió: Gió sạch từ lị thượng chính số 1 vào lị dọc vỉa vận tải của tầng số 3
qua họng sáo tháo than số 7 và lị song song chân số 6 lên thơng gió cho lị chợ số 5‟,
gió bẩn qua song song đầu số 8 lên họng sáo thơng gió số 9 lên lị dọc vỉa thơng gió số
4 rồi ra ngồi.
5.1.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
* Ưu điểm:
- Thời gian ra than nhanh.
- Chi phí đầu tư ban đầu nhỏ.
- Khi đào lị chuẩn bị việc thơng gió cục bộ tương đối dễ dàng do chiều dài các
đường lò độc đạo ngắn.
* Nhược điểm:

76


+ Tổn thất than lớn vì phải để lại nhiều trụ bảo vệ.
+ Các đường lò chuẩn bị nằm trong khu vực đã khai thác nên chi phí bảo vệ các
đường lị dọc vỉa lớn.
+ Cơng tác khai thác và đào lị chuẩn bị trên tầng được thi cơng đồng thời nên ảnh
hưởng lẫn nhau, dễ ách tắc sản xuất cơng tác tổ chức sản xuất phức tạp, khơng có điều
kiện bổ sung thêm cho tài liệu địa chất trong q trình đào lị.
+ Rị thất gió qua vùng đã khai thác nhiều cho nên chất lượng gió cung cấp cho lị
chợ giảm, dễ gây cháy mỏ (nếu than có tính tự cháy).
+ Số mét lị chuẩn bị tính cho 1000 tấn than khai thác lớn.

* Phạm vi ứng dụng:
+ Vỉa dốc thoải, nghiêng (góc dốc của vỉa v  350 là thuận lợi nhất), vỉa mỏng và
dày trung bình (chiều dày vỉa là mv  2,5 m bằng với chiều cao khấu của lị chợ).
+ Vỉa có điều kiện địa chất ổn định, đã được thăm dò kỹ lưỡng.
+ Than khơng có tính tự cháy.
+ Đá vách tương đối mềm yếu dễ điều khiển đá vách bằng phá hoả tồn phần.
+ Chiều dài theo phương của ruộng mỏ khơng lớn (S  2000m).
+ Mỏ có vốn đầu tư nhỏ, cần sớm ra than.
5.1.2. Hệ thống khai thác liền gƣơng - tầng chia thành phân tầng
Khi chiều dài theo hướng dốc của tầng lớn một lị chợ khơng đảm bảo điều kiện để
khai thác; người ta có thể chia tầng (hoặc dải) thành các phân tầng (hay phân dải).
Thông thường trong một tầng người ta chỉ chia thành hai phân tầng.
5.1.2.1. Sơ đồ của hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị
a. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-2)
b. Thứ tự chuẩn bị
Từ cặp thượng trung tâm (thượng chính 1, thượng phụ 2) ở mức vận chuyển tầng
người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển số 3, ở mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió số
4. Dọc theo phương của ruộng mỏ người ta chia thành các khu khai thác. Mỗi khu khai
thác có chiều dài theo phương từ 150  300 mét. Trong mỗi khu khai thác đào một cặp
thượng của khu (thượng chính 1‟, thượng phụ 2‟) riêng phục vụ cho việc khai thác khu
đó, căp thượng khu bố trí ở biên giới của khu về phía trung tâm ruộng mỏ. Thứ tự khai
thác bắt đầu từ khu ở trung tâm dần đến khu cuối cùng ở biên giới của ruộng mỏ.
Để chuẩn bị cho một khu khai thác sau khi đã đào cặp thượng chính 1‟, thượng phụ
2‟ của khu; ở mức trung gian người ta đào dọc vỉa phân tầng 5 (dọc vỉa trung gian).
Cách thượng phụ 2‟ của khu một khoảng bằng chiều dài theo phương của trụ bảo vệ
thượng người ta đào lò cắt số 6 và đưa lò chợ phân tầng dưới khấu tiến trước lò chợ
phân tầng trên từ 10  20 mét. Công tác chuẩn bị cho từng lò chợ vào khai thác trên
mỗi phân tầng tương tự như chuẩn bị trong hệ thống khai thác liền gương tầng lò.
(Với khu khai thác đầu tiên người ta sử dụng cặp thượng trung tâm thay cho
thượng khu khai thác mà khơng phải đào thượng cho khu này, lị dọc vỉa thơng gió

77


của tầng số 4 khi khai thác khu trước được bảo vệ để tiếp tục thơng gió khi khai thác
các khu sau).
Trong quá trình khai thác khu này, người ta chuẩn bị cho khu tiếp theo sau đảm bảo
cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc một tầng.
Trong quá trình khai thác tầng trên, người ta chuẩn bị cho tầng dưới tiếp theo sau
đảm bảo cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc biên
giới phía dưới của ruộng mỏ.
4
10t 9t
6't
8t
7t

6
5
2'

2

6'd

1'

1

5'

10d
9d

8d 7d
3

150 - 300 m

Hình 5-2. Hệ thống khai thác liền gương - tầng chia thành phân tầng
1,2- Cặp thượng trung tâm.

1’, 2’- Cặp thượng khu khai thác.

3- Dọc vỉa vận tải của tầng.

4- Dọc vỉa thơng gió của tầng.

5- Dọc vỉa phân tầng.

6- Lị cắt.

7- Lò song song chân.

8- Họng sáo tháo than.

9- Lò song song đầu.

10- Họng sáo thơng gió

6’- Lị chợ.

5.1.2.2. Sơ đồ cơng nghệ
* Vận tải:
- Than: Than từ lị chợ 6t phân tầng trên qua song song chân xuống họng sáo tháo
than xuống lò dọc vỉa phân tầng số 5 ra thượng vận tải của khu 1‟ xuống lò dọc vỉa
vận chuyển số 3 ra thượng chính trung tâm số 1 rồi được vận chuyển ra ngồi.
Than từ lị chợ 6d phân tầng dưới qua song song chân xuống họng sáo tháo than
xuống lò dọc vỉa vận tải số 3 qua thượng chính trung tâm số 1 rồi ra ngồi.
- Vật liệu: Vật liệu vào lị dọc vỉa thơng gió số 4 qua họng sáo thơng gió và song
song đầu 7‟ rồi vào lò chợ số 6t phân tầng trên. Vật liệu từ 4 xuống thượng phụ khu
khai thác số 2‟ xuống lò dọc vỉa phân tầng số 5 qua họng sáo và song song đầu của
tầng dưới rồi vào lị chợ số 6d phân tầng dưới.
* Thơng gió:
- Nếu điều kiện an tồn cho phép người ta có thể dùng sơ đồ thơng gió nối tiếp có
luồng gió sạch bổ sung từ thượng 1‟.

78


Gió sạch vào lị dọc vận tải số 3 khi đó một nhánh lên thượng khu số 1‟ vào lị dọc
vỉa phân tầng số 5 qua họng sáo và song song chân của phân tầng trên rồi lên thơng
gió cho lị chợ 6t, đồng thời một nhánh gió từ dọc vỉa vận tải số 3 qua họng sáo và
song song chân của phân tầng dưới lên thơng gió cho lị chợ số 6 d. Gió thải từ lị chợ
phân tầng dưới đi tiếp qua lò chợ phân tầng trên số 6t. Gió từ lị chợ 6t qua song song
đầu và họng sáo của phân tầng trên qua lò dọc vỉa thơng gió số 4 rồi ra ngồi.
Nếu điều kiện khơng cho phép người ta phải thơng gió độc lập bằng cách mở thêm
đường lò dọc vỉa trung gian 5‟ nằm cách phía dưới lị dọc vỉa trung gian 5 làm lị dẫn
gió thải cho lị chợ phân tầng dưới. Tại vị trí thượng phụ 2‟ gặp dọc vỉa 5 phải bố trí
một cầu gió (hình 5-3).
4

10t
6't
6

9t
8t
7t

5

2'

2

6'd

5'
10d
9d

1'

1

8d 7d
3

150 - 300 m

Hình 5-3. Hệ thống khai thác liền gương - tầng chia thành phân tầng

(Khi thơng gió độc lập)
1,2- Cặp thượng trung tâm.

1’, 2’- Cặp thượng khu khai thác.

3- Dọc vỉa vận tải của tầng.

4- Dọc vỉa thơng gió của tầng.

5- Lị dọc vỉa vận chuyển phân tầng trên 5’- Lò dọc vỉa thơng gió phân tầng dưới.
6- Lị cắt.

6’- Lị chợ.

7- Lò song song chân.

8- Họng sáo tháo than.

9- Lò song song đầu.

10- Họng sáo thơng gió

5.1.2.3. Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng
* Ưu điểm:
- Khối lượng đào lò ban đầu ít dẫn tới vốn đầu tư ban đầu nhỏ.
- Thời gian ra than nhanh.
- Sớm thu hối vốn đầu tư để đầu tư cho các giai đoạn tiếp theo.
- Cơng tác thơng gió và vận tải ban đầu đơn giản.
* Nhược điểm:
- Tổn thất than lớn do phải để lại nhiều trụ bảo vệ.

79


- Rị gió qua vùng đã khai thác lớn.
- Chi phí bảo vệ các đường lị lớn do đường lị dọc vỉa phân tầng và thượng khu
khai thác nằm trong khu vực hai phía đã khai thác (đặc biệt ở lị thượng khu khi gần
kết thúc khu khai thác).
- Cơng tác tổ chức sản xuất khó khăn vì trong khu khai thác có nhiều vị trí làm việc
đồng thời, do đó có thể dẫn tới dễ gây ảnh hưởng lẫn nhau, ách tắc sản xuất.
* Phạm vi áp dụng:
- Dùng cho các vỉa dốc thoải, chiều dày của vỉa bằng chiều cao của lò chợ.
- Áp dụng với các vỉa có hàm lượng khí độc lớn vì trong một hệ thống khai thác
khơng có các lị độc đạo hoặc chiều dài đường lò cụt nhỏ.
5.2. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phƣơng tầng lò
Hệ thống khai thác cột dài theo phương tầng lò là hệ thống khai thác mà trên mỗi
tầng có chiều dài theo hướng dốc của tầng khơng lớn chỉ đủ để bố trí một lị chợ và các
đường lò chuẩn bị trong tầng (lò dọc vỉa vận chuyển, lị dọc vỉa thơng gió) được đào
trước khi vào khai thác ở lò chợ và chia vỉa thành các cột than chạy dài theo phương
của vỉa. Hướng khấu trong tầng được tiến hành từ biên giới về trung tâm (khấu giật).
Hệ thống khai thác cột dài có một vài đặc điểm sau:
Cơng việc khấu than ở lị chợ và cơng việc đào các đường lị chuẩn bị khơng bị
ảnh hưởng lẫn nhau, bởi vì khi lị chợ bắt đầu khấu than thì việc đào lị chuẩn bị đã kết
thúc. Do đó tổ chức sản xuất đơn giản.
5.2.1. Sơ đồ hệ thống khai thác và thứ tự đào lị
5.2.1.1. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-4)
4

1

2
5
5'
6

3

7

3'

Hình 5-4. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng lò
1,2- Cặp thượng trung tâm

3- Lò dọc vỉa vận tải

4- Lị dọc vỉa thơng gió;

5- Lị cắt

6- Lị song song chân

7- Họng sáo tháo than

80

5’- Lò chợ


5.2.1.2. Thứ tự chuẩn bị

Từ cặp thượng trung tâm (thượng chính 1, thượng phụ 2) ở mức vận chuyển tầng
người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển 3, ở mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió 4. Hai
đường lò này được đào tới biên giới của ruộng mỏ, sau đó đào lị cắt số 5 nối từ 3 đến
4 để làm luồng khấu đầu tiên cho lò chợ số 5‟. Để đưa lò chợ vào khai thác, người ta
đào lò song song chân 6 (cách lò dọc vỉa vận tải số 3 một khoảng bằng chiều cao
nghiêng của trụ bảo vệ lò dọc vỉa vận chuyển), và đào các họng sáo tháo than 7 nối từ
3 đến 6. Lò chợ được tiến hành khai thác từ biên giới đến trung tâm ruộng mỏ.
Trong quá trình khai thác tầng trên người ta chuẩn bị cho tầng dưới tương tự như
chuẩn bị ở tầng trên, lò dọc vỉa vận chuyển của tầng trên được bảo vệ giữ lại làm lị
thơng gió cho tầng dưới và đào thêm lị dọc vỉa vận chuyển của tầng dưới, lò cắt...
Đảm bảo sao cho tầng trên kết thúc khai thác thì tầng dưới mọi cơng việc chuẩn bị
cũng được hồn tất để cho cơng tác khai thác được liên tục.
5.2.2. Sơ đồ công nghệ
+ Vận tải than: Than từ lò chợ 5‟ xuống lò song song chân 6 qua họng sáo tháo
than 7 xuống lò dọc vỉa vận tải số 3 rồi được vận chuyển qua thượng số 1 ra ngoài.
+ Vận tải vật liệu: Vật liệu từ ngồi vào lị dọc vỉa thơng gió số 4 xuống lị chợ số 5‟
+ Thơng gió: Gió sạch từ thượng chính số 1 vào lị dọc vỉa vận tải số 3 qua họng
sáo số 7 vào lị song song chân số 6 lên thơng gió cho lị chợ 5‟ lên lị dọc vỉa thơng
gió số 4 rồi ra ngoài.
5.2.3. Ƣu nhƣợc điểm, phạm vi áp dụng
* Ưu điểm:
- Chi phí bảo vệ đường lị nhỏ hơn so với hệ thống khai thác liền gương vì các
đường lị nằm trong khối than ngun, khơng phải bảo vệ lị thơng gió phía sau lị chợ
đã khai thác
- Tổn thất than ít hơn so với hệ thống khai thác than liền gương (khấu đuổi).
- Công tác vận tải và thơng gió khi đi vào khai thác đơn giản, khơng bị rị gió qua
các khu vực đã khai thác.
- Việc đào các đường lò chuẩn bị được tiến hành trước khi vào khai thác ở lị chợ góp
phần bổ sung thêm tài liệu địa chất của khu vực, tạo điều kiện chủ động trong q trình
khai thác sau này. Cơng tác tổ chức sản xuất đơn giản.

- Tạo điều kiện thốt khí Mêtan trước khi vào khai thác.
- Dễ cách ly khi có sự cố cháy mỏ xảy ra.
- Số mét lị chuẩn bị tính cho 1000 tấn than khai thác giảm.
-Tổn thất than nhỏ do không phải để lại làm tru bảo vệ lị dọc vỉa thơng gió.
* Nhược điểm:
- Vốn đầu tư ban đầu lớn do phải đào khối lượng đường lò chuẩn bị ban đầu nhiều.
- Thời gian ra than chậm.
- Cơng tác thơng gió khi đào lị chuẩn bị khó khăn vì chiều dài đường lị độc đạo
cần thơng gió cục bộ dài.

81


* Phạm vi áp dụng:
- Vỉa dốc thoải, nghiêng (góc dốc của vỉa v  350 là thuận lợi nhất), vỉa mỏng và
dày trung bình (chiều dày vỉa là mv  2,5m bằng với chiều cao khấu của lò chợ).
- Đá vách tương đối mềm yếu, dễ sập đổ (dễ điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn phần).
- Mỏ có sẵn vốn đầu tư xây dựng cơ bản.
- Chiều dài theo phương của ruộng mỏ không lớn (S  2000m).
5.3. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phƣơng tầng chia thành phân tầng
Khi chiều dài theo hướng dốc của tầng (hay dải) lớn một lị chợ khơng đảm bảo
điều kiện để khai thác; người ta có thể chia tầng (hoặc dải) thành các phân tầng (hay
phân dải). Thông thường trong một tầng người ta chỉ chia thành hai phân tầng. Trong
hệ thống khai thác này dọc theo phương của ruộng mỏ người ta phân thành các khu
khai thác và mỗi khu khai thác được bố trí cặp thượng khu riêng biệt và phân thành các
phương án sau:
5.3.1. Hệ thống khai thác cột dài theo phƣơng chia tầng thành phân tầng vận tải
than về lị thƣợng phía sau
5.3.1.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự đào lò và chuẩn bị
a. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-5)

4
9t 10t
6't
7t 8t
5

5
2'

2

6'd

1'

1

8d

7d
3

6

300 - 500 m

Hình 5-5. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng chia thành phân
tầng vận tải than về lị thượng phía sau
1,2- Cặp thượng trung tâm.

1’, 2’- Cặp thượng khu khai thác.

3- Dọc vỉa vận tải.

4- Dọc vỉa thơng gió.

5- Dọc vỉa phân tầng.

6- Lò cắt.

7- Lò song song chân.

8- Họng sáo tháo than.

9- Lị song song đầu.

10- Họng sáo thơng gió

82

6’- Lị chợ.


b. Thứ tự chuẩn bị
Từ cặp thượng trung tâm (thượng chính 1, thượng phụ 2) ở mức vận chuyển tầng
người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển số 3, ở mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió số 4.
Dọc theo phương của ruộng mỏ người ta chia thành các khu khai thác. Mỗi khu khai thác
có chiều dài theo phương từ 300  500 mét. Trong mỗi khu khai thác đào một cặp thượng
của khu (thượng chính 1‟, thượng phụ 2‟) riêng phục vụ cho việc khai thác khu đó, căp
thượng khu bố trí ở biên giới của khu (về phía sau) phía trung tâm ruộng mỏ. Thứ tự khai

thác bắt đầu từ khu ở trung tâm dần đến khu cuối cùng ở biên giới của ruộng mỏ trên tầng.
Để chuẩn bị cho một khu khai thác; sau khi đã đào cặp thượng chính 1‟, thượng
phụ 2‟ của khu; từ cặp thượng này ở mức trung gian người ta đào dọc vỉa phân tầng 5
(dọc vỉa trung gian) đến tận biên giới bên kia của khu. Sau đó đào lò cắt số 6 và đưa lò
chợ phân tầng trên khấu tiến trước lò chợ phân tầng dưới từ 10  20 mét. Cơng tác
chuẩn bị cho từng lị chợ vào khai thác tương tự như chuẩn bị trong hệ thống khai thác
chia cột dài theo phương gương tầng lò.
(Với khu khai thác đầu tiên người ta sử dụng cặp thượng trung tâm thay cho
thượng khu khai thác mà khơng phải đào thượng cho khu này, lị dọc vỉa thơng gió của
tầng số 4 khi khai thác khu trước được bảo vệ để thơng gió khi khai thác các khu sau).
Trong quá trình khai thác khu này, người ta chuẩn bị cho khu tiếp theo sau đảm bảo
cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc một tầng
Trong quá trình khai thác tầng trên, người ta chuẩn bị cho tầng dưới tiếp theo sau
đảm bảo cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc biên
giới phía dưới của ruộng mỏ.
5.3.1.2. Sơ đồ cơng nghệ
* Cơng tác vận tải:
+ Than: Than từ lò chợ 6t xuống song song chân và họng sáo của phân tầng sau
đó qua lị dọc vỉa phân tầng 5 theo thượng chính số 1 xuống lò dọc vỉa vận chuyển số
3 của tầng. Với lò chợ 6d than qua lò song song chân và họng sáo của phân tầng xuống
lò dọc vỉa vận chuyển số 3 qua thượng trung tâm số 1 rồi ra ngoài.
+ Vật liệu: Vật liệu từ ngoài vào lị dọc vỉa thơng gió xuống qua họng sáo và
song song đầu của phân tầng trên vào lò chợ 6t, cũng từ lị dọc vỉa thơng gió than
xuống lị thượng phụ số 2‟ vào lò dọc vỉa phân tầng số 5 và vào lị chợ 6d.
* Cơng tác thơng gió:
- Để thơng gió cho lị chợ ở đây áp dụng sơ đồ thơng gió nối tiếp có luồng gió sạch
bổ sung. Đối với lị chợ dưới gió sạch từ dọc vỉa vận chuyển số 3 qua họng sáo vào lò
song song chân lên thơng gió cho lị chợ 6d lên lị dọc vỉa phân tầng số 5, tại đây gió
thải kết hợp với luồng gió sạch bổ sung đi vào từ lò thượng 1‟ vào dọc vỉa phân tầng
số 5 lên thơng gió cho lị chợ 6t qua song song đầu qua họng sáo thơng gió vào lị dọc

vỉa thơng gió số 3 rồi ra ngồi.
5.3.1.3. Ưu nhược điểm và điều kiện áp dụng
* Ưu điểm:
- Công tác khai thác và chuẩn bị trong một khu khai thác không ảnh hưởng lẫn
nhau vì các đường lị chuẩn đã được đào trước khi vào khai thác.

83


- Hướng tiến của lò chợ cùng chiều với vận tải nên chiều dài tuyến vận tải nhỏ.
- Công tác thốt nước khi đào lị dọc vỉa phân tầng thuận tiện vì thốt nước tự nhiên.
* Nhược điểm:
- Chi phí bảo vệ thượng khu khai thác lớn vì một phía luôn luôn nằm ở khu vực đã khai
thác; đặc biệt khi gần kết thúc khu khai thác thượng khu khai thác nằm trong khu vực hai
phía đã khai thác.
- Tổn thất than để lại làm trụ bảo vệ lớn.
- Khi kết thúc khu khai thác việc di chuyển thiết bị sang khu khai thác mới chi phí
nhiều (nhân cơng, thời gian), phải vận chuyển đường vòng.
- Điều khiển đá vách sập đổ không đều đặn, liên tục.
* Điều kiện áp dụng:
- Vỉa dốc thoải, dốc nghiêng, mỏng và trung bình.
- Hàm lượng khí độc thấp (mỏ loại I đến loại II).
- Đối với đá vách dễ sập đổ, khơng có nguy cơ sập đổ đột ngột.
5.3.2. Hệ thống khai thác cột dài theo phƣơng chia tầng thành phân tầng vận tải
than về lị thƣợng phía trƣớc
5.3.2.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị
a. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-6)
4
10t 9t
6't

8t
7t

5

2

2'

6'd

1

1'
8d 7d

3

300-500m

Hình 5-6. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng chia thành
phân tầng vận tải than về lị thượng phía trước
1, 2- Cặp lò thượng trung tâm;

1’,2’- Cặp lò thượng khu khai thác;

3- Lị dọc vỉa vận chuyển;

4- Lị dọc vỉa thơng gió của tầng;

5- Lị dọc vỉa phân tầng ;

6- Lị cắt.

6’- Lò chợ;

8- Họng sáo tháo than;

7- Lò song song chân;
9- Lị song song đầu;

10- Họng sáo thơng gió

84


b. Thứ tự chuẩn bị
Thứ tự chuẩn bị của hệ thống khai thác cột dài theo phương chia tầng thành phân tầng
vận tải than về lị thượng phía trước cũng tương tự như phương án của hệ thống khai thác
cột dài theo phương chia tầng thành phân tầng vận tải than về lị thượng phía sau.
Từ cặp thượng trung tâm (thượng chính 1, thượng phụ 2) ở mức vận chuyển tầng
người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển số 3, ở mức thơng gió đào lị dọc vỉa thơng gió số
4. Dọc theo phương của ruộng mỏ người ta chia thành các khu khai thác. Mỗi khu khai
thác có chiều dài theo phương từ 300  500 mét. Trong mỗi khu khai thác đào một cặp
thượng của khu (thượng chính 1‟, thượng phụ 2‟) riêng phục vụ cho việc khai thác khu
đó, căp thượng khu bố trí ở biên giới của khu (về phía trước) phía xa trung tâm ruộng
mỏ. Thứ tự khai thác bắt đầu từ khu ở trung tâm dần đến khu cuối cùng ở biên giới của
ruộng mỏ trên tầng.
Để chuẩn bị cho một khu khai thác; từ cặp thượng chính 1‟, thượng phụ 2‟ của khu
khai thác trước; ở mức trung gian người ta đào dọc vỉa phân tầng 5 (dọc vỉa trung gian)

đến tận biên giới phía trước của khu khai thác tiếp theo. Ở biên giới phía trước của khu
người ta đào cặp lị thượng của khu. Sau đó đào lị cắt số 6 và đưa lò chợ phân tầng trên
khấu tiến trước lò chợ phân tầng dưới từ 10  20 mét từ cặp thượng khu trước hướng ra
biên giới của ruộng mỏ. Cơng tác chuẩn bị cho từng lị chợ vào khai thác tương tự như
chuẩn bị trong hệ thống khai thác chia cột dài theo phương gương tầng lị.
Trong q trình khai thác khu này, người ta chuẩn bị cho khu tiếp theo sau đảm
bảo cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc một tầng
Trong quá trình khai thác tầng trên, người ta chuẩn bị cho tầng dưới tiếp theo sau
đảm bảo cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc biên
giới phía dưới của ruộng mỏ.
Than khai thác được ở các lò chợ ở tầng trên thì vận tải dọc theo phân tầng hướng về
lị thượng phía trước và xuống dọc vỉa vận tải và được vận tải theo hướng ngược lại.
5.3.2.2. Sơ đồ công nghệ
+ Vận tải:
Than từ lò chợ số 6t xuống các lò song song chân 7t và họng sáo 8t của phân tầng trên
xuống lò dọc vỉa phân tầng 5, than được vận chuyển về cặp thượng phía trước 1‟ và
xuống lò dọc vỉa vận chuyển của tầng 3. Với lò chợ của phân tầng dưới 6d than từ lò chợ
qua song song chân 7d, họng sáo 8d và xuống lò dọc vỉa vận chuyển của tầng số 3 và về
thượng trung tâm số 1 rồi ra ngoài.
Vật liệu từ ngoài vào lị dọc vỉa thơng gió số 4 qua sọng sáo 10t và song song đầu 9t
vào lò chợ số 6t. Với lò chợ 6d vật liệu từ dọc vỉa thơng gió số 4 qua thượng phụ số 2‟,
xuống lị dọc vỉa phân tầng số 5 vào lò chợ 6d.
+ Cơng tác thơng gió:
Gió sạch từ lị thượng trung tâm số 1 vào lò dọc vỉa vận tải của tầng số 2. Đối với
phân tâng dưới gió sạch từ lị dọc vỉa qua họng sáo và qua lò song song chân rồi lên thơng
gió cho lị chợ. Và từ đó lên lò dọc vỉa phân tầng số 5 rồi lên lò chợ phân tầng trên. Với lò
chợ trên, một phần gió sạch qua thượng khu khai thác số 1‟ lên các dọc vỉa phân tầng số 5
rồi vào lò chợ 6t. Gió bẩn từ lị chợ qua song song đầu 9t và họng sáo thơng gió 10t lên lị
dọc vỉa thơng gió số 4 rồi ra ngồi.

85


5.3.2.3. Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng
* Ưu điểm:
- Tốn ít cơng di chuyển thiết bị khai thác từ khu này tới khu khác.
- Có thể lợi dụng thượng phụ khu khai thác trước làm lò cắt để mở lị chợ cho khu
tiếp sau cho nên giảm chi phí đào lò cắt, giảm tổn thất than làm trụ bảo vệ thượng.
- Thượng khu khai thác nằm trong khối than nguyên nên chi phí bảo vệ nhỏ, giảm
được tổn thhất than làm trụ bảo vệ thượng khu khai thác.
- Hướng dịch chuyển của lò chợ cùng chiều với hướng điều khiển đá vách nên việc
điều khiển đá vách thuận lợi, dễ dàng.
* Nhược điểm:
- Chiều dài tuyến vận tải trên lò dọc vỉa phân tầng của lò chợ phân tầng trên lớn vì
phải vận tải đường vịng nên chi phí vận tải tăng.
- Các lò dọc vỉa phân tầng phải đào dốc xi theo hướng vận tải than về lị thượng
phía trước nên trong q trình đào lị thường tập trung nước trong gương gây khó khăn
cho việc thốt nước khi đào lò chuẩn bị.
* Phạm vi áp dụng:
- Áp dụng với những vỉa than mỏng, dày trung bình dốc thoải, dốc nghiêng.
- Trong mỏ có lưu lượng nước ngầm nhỏ, lượng thốt khí Mêtan khơng lớn (mỏ
loại I đến loại II).
5.3.3. Hệ thống khai thác cột dài theo phƣơng chia tầng thành phân tầng vận tải
than về lò thƣợng trung tâm
5.3.3.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị
a. Sơ đồ hệ thống khai (hình 5-7)
b. Thứ tự chuẩn bị
Từ cặp thượng trung tâm 1 và 2, ở mức vận chuyển của tầng người ta đào lò dọc
vỉa vận chuyển số 3 và ở mức thơng gió người ta đào lị dọc vỉa thơng gió của tầng số
4. Dọc theo phương của tầng người ta chia thành các khu khai thác, mỗi khu có chiều

dài theo phương từ 600  800m, ở trung tâm của khu được đào cặp lị thượng chính1‟,
phụ 2‟. Từ cặp lị thượng trung tâm tiến hành đào lò dọc vỉa phân tầng số 5 về hai phía
tới biên giới của của khu, sau đó tiến hành đào lị cắt số 6 ở 2 cánh của khu và lò song
song chân số 7 họng sáo tháo than số 8, song song đầu số 9, họng sáo thơng gió số 10
và đưa các lị chợ vào khai thác (lò chợ phân tầng trên tiến trước lò chợ phân tầng dưới
từ 10  20 mét). Có thể tiến hành khai thác đồng thời cả hai phân tầng ở cả 2 cánh của
khu từ biên giới về cặp thượng trung tâm của khu khai thác 1‟, 2‟.
Trong quá trình khai thác khu này, người ta chuẩn bị cho khu tiếp theo sau đảm bảo
cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc một tầng.
Trong quá trình khai thác tầng trên, người ta chuẩn bị cho tầng dưới tiếp theo sau,
đảm bảo cho công tác khai thác được liên tục, cứ như thế cho đến khi kết thúc biên
giới phía dưới của ruộng mỏ.

86


(Với khu khai thác đầu tiên người ta sử dụng cặp thượng trung tâm thay cho
thượng khu khai thác mà không phải đào thượng cho khu này, hai cánh của khu đầu
tiên nằm về hai phía của thượng trung tâm, lị dọc vỉa thơng gió của tầng số 4 khi
khai thác khu trước được bảo vệ để thơng gió khi khai thác các khu sau).

4

6
5

2

10t 9t
6't

8t
7t

2'

6'd

1

8d 7d
3

1'

600 -800m

Hình 5-7. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng chia thành phân
tầng vận tải than về lò thượng trung tâm
1, 2- Cặp lò thượng trung tâm
3- Lò dọc vỉa vận tải
5- Lò dọc vỉa phân tầng
7- Lò song song chân
9- Lò song song đầu

1’, 2’- Cặp lò thượng khu khai thác.
4- Lị dọc vỉa thơng gió của tầng
6- Lị cắt.
6’- Lị chợ.
8- Họng sáo tháo than.
10- Họng sáo thơng gió

5.3.3.2. Sơ đồ cơng nghệ
+ Vận tải:
Than từ lị chợ số 6t (ở cả 2 cánh của khu khai thác) xuống lò song song chân 8t của
phân tầng trên rồi qua họng sáo tháo than xuống lò dọc vỉa phân tầng 5 than được vận
chuyển về lò thượng trung tâm chính 1‟ và xuống lị dọc vỉa vận tải của tầng sau đó được
thiết bị vận tải vận chuyển số 3 của tầng ra lị thượng chính số 1 và ra ngồi.
Đối vớ lị chợ 6d (ở cả 2 cánh của khu khai thác) xuống lò song song chân 8d qua
các họng sáo tháo than xuống lò dọc vỉa vận tải số 3 của tầng ra lị thượng chính số 1
và ra ngồi.
Vật liệu từ ngồi được đưa vào lị dọc vỉa thơng gió số 4, từ đây vật liệu được đưa vào
các lò chợ của phân tầng trên 6t và đưa vào thượng phụ của khu 2‟ vào lò dọc vỉa phân
tầng 5 sau đó vào lị chợ phân tần dưới 6d.
+ Cơng tác thơng gió:
Gió sạch từ lị thượng trung tâm số 1 vào lò dọc vỉa vận tải của tầng số 3. Đối với phân
tầng dưới gió sạch từ lò dọc vỉa qua họng sáo và qua lò song song chân của phân tầng

87


dưới rồi lên thơng gió cho lị chợ 6d (ở cả 2 cánh của khu khai thác). Gió thải từ lò chợ 6d
lên lò dọc vỉa phân tầng số 5, ở đây gió thải kết hợp với luồng gió sạch bổ sung từ lị
thượng chính của khu khai thác số 1‟ rồi qua họng sáo vào song song chân của phân tầng
trên lên lị chợ 6t. Từ đây gió thải qua họng sáo và song song đầu lên lò dọc vỉa thơng gió
4 rồi ra ngồi. (sơ đồ thơng gió ở mỗi cánh là sơ đồ thơng gió nối tiếp có luồng gió sạch
bổ xung) - Nếu điều kiện khơng cho phép người ta phải thơng gió độc lập bằng cách
mở thêm đường lò dọc vỉa trung gian 5‟ nằm cách phía dưới lị dọc vỉa trung gian 5
làm lị dẫn gió thải cho lị chợ phân tầng dưới. Tại vị trí thượng phụ 2‟ gặp dọc vỉa 5
phải bố trí một cầu gió (hình 5-8).

4
10t 9t
6't
6
5

2

5'

6'd

1

2'
1'

8d 7d
3

600 -800m

Hình 5-8. Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương - tầng chia thành phân tầng
vận tải than về lò thượng trung tâm (Khi thơng gió độc lập).
1, 2- Cặp lị thượng trung tâm
1’, 2’- Cặp lò thượng khu khai thác.
3- Lị dọc vỉa vận tải
4- Lị dọc vỉa thơng gió của tầng
5- Lò dọc vỉa vận chuyển phân tầng trên 5’- Lị dọc vỉa thơng gió phân tầng dưới.
6- Lị cắt.

6’- Lò chợ.
7- Lò song song chân
8- Họng sáo tháo than.
9- Lị song song đầu
10- Họng sáo thơng gió
5.3.3.3. Ưu, nhược điểm, phạm vi áp dụng
* Ưu điểm:
- Sản lượng của các khu khai thác tăng vì số lị chợ hoạt động đồng thời nhiều.
- Số mét lị thượng tính cho 1000 tán than khai thác giảm.
- Chi phí bảo vệ đường lị dọc vỉa trung gian giảm vì thời gian tồn tại ngắn.
- Mức độ tập trung hóa sản xuất cao.
- Có thể tận dụng được cơng suất của thiết bị vận tải trong một khu khai thác.

88


* Nhược điểm:
- Khó khăn trong việc bảo vệ thượng khi hai cánh khai thác gần đến trung tâm tổn
thất than để lại bảo vệ thượng lớn, gây nguy hiểm khi than có tính tự cháy.
- Sơ đồ thơng gió phức tạp.
* Phạm vi áp dụng:
Áp dụng khi khai thác các vỉa than dốc thoải, dốc nghiêng; có chiều dày mỏng và
trung bình (tốt nhất khi chiều dày vỉa chỉ bằng chiều cao lò chợ)
- Mỏ thuộc loại I và loại II về khí nổ.
- Đá vách vỉa khơng sập đổ đột ngột, chấn động bất ngờ.
5.4. Hệ thống khai thác chia cột dài theo hƣớng dốc
Khi khai thác các vỉa than có góc dốc của vỉa  150 người ta có thể áp dụng hệ
thống khai thác chia cột dài theo độ dốc (lị chợ bố trí song song hoặc gần song song
với phương của vỉa). Hướng khấu có thể tiến hành từ dưới lên khi điều khiển áp lực
mỏ bằng chèn lò và lưu lượng nước ngầm trong vỉa lớn. Hướng khấu có thể tiến hành

từ trên xuống khi điều khiển áp lực mỏ bằng phá hỏa toàn phần đá vách.
Dọc theo phương của cột này người ta có thể bố trí một lị chợ (lị chợ đơn) hoặc
hai lò chợ (lò chợ kép). Ở đây ta chỉ nghiên cứu trường hợp hệ thống khai thác chia cột
dài theo hướng dốc, hướng khấu từ trên xuống lò chợ đơn, lị dọc vỉa vận tải bố trí
trong đá.
Khi vỉa than và đất đá xung quanh mềm yếu, không ổn định, việc bố trí đường lị
dọc vỉa trong than thời gian tồn tại lâu dài nên chi phí bảo vệ lớn; khi đó có thể bố trí
đường lị dọc vỉa trong đất đá trụ để giảm chi phí bảo vệ đường đó.
5.4.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị
5.4.1.1. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 5-9)
5.4.1.2. Thứ tự chuẩn bị
Từ trung tâm ruộng mỏ, ở mức vận chuyển người ta đào lò dọc vỉa vận chuyển số
1, ở mức thơng gió người ta đào lị dọc vỉa thơng gió số 2 (1 và 2 được đào trong đá
trụ và cách trụ vỉa một khoảng từ 20  25 mét đến tận biên giới của ruộng mỏ).
Dọc theo phương người ta chia tầng thành các cột, mỗi cột có chiều dài theo
phương từ 100  180 mét (bằng với chiều dài của một lị chợ và nó phụ thuộc vào
cơng nghệ khai thác trong lị chợ)
Ở biên giới của mỗi cột từ dọc vỉa vận chuyển số 1 đào cúp xuyên vỉa vận chuyển
số 3, nối giữa các cúp xuyên vỉa vận chuyển số 3 là lò dọc vỉa than số 5. Từ lị dọc vỉa
thơng gió số 2 đào cúp xun vỉa thơng gió số 4 nối giữa cúp xun vỉa thơng gió số 4 là
lị dọc vỉa than số 6 (lò dọc vỉa này sẽ là lò cắt làm luồng khấu đầu tiên cho lò chợ khấu
từ trên xuống và được kết thúc khi lò chợ cách lò dọc vỉa vận tải số 5 từ 8  10 mét,
bằng với chiều cao nghiêng của trụ bảo vệ lò dọc vỉa vận chuyển của tầng số 5; phần trụ
than bảo vệ này có thể được khấu tận thu khi khai thác tầng dưới tiếp theo).

89


Ở biên giới của cột người ta đào các cặp lò thượng 7, 8 và 7‟, 8‟, nối lò dọc vỉa vận
chuyển số 5 với lò cắt số 6, các cặp lò thượng này cách nhau từ 6  8 mét và liên hệ

với nhau bằng các lò nối số 9; để tháo than từ thượng 8‟ xuống dọc vỉa vận chuyển số
1 người ta đào đoạn lò dốc số 10.
A
4

2
6

9

6'

7'

7
8

8'

1
3

5

100 - 180 m

A

A-A
64

6'
hbv

10
5

3

2

_
_ 8'
7' _

1

Hình 5-9. Hệ thống khai thác chia cột dài theo hướng dốc
(lò chợ đơn, lò dọc vỉa vận tải bố trí trong đá)
1- Lị dọc vận tải đào vỉa đá.

2- Lị dọc vỉa thơng gió đào trong đá.

3- Cúp xuyên vỉa ngắn mức vận tải.

4- Cúp xun vỉa ngắn mức thơng gió.

5- Lị dọc vận tải đào vỉa than

6- Lị dọc vỉa thơng gió đào trong than (Lò cắt)

7, 8- Cặp lò thượng khu (cột) khai thác. 9- Lò liên lạc giữa các khu khai thác.
10- Lị dốc tháo than.
5.4.2. Sơ đồ cơng nghệ
+ Vận tải:
- Vận tải than: Than từ lò chợ 6‟ qua thượng vận tải số 8‟ xuống lò dốc tháo than số
10 qua lò dọc vỉa vận chuyển trong đá số 1 rồi được vận chuyển ra ngoài.
- Vận tải vật liệu: Vật liệu từ ngoài vào dọc vỉa trong đá số 2 qua cúp xun vỉa
thơng gió số 4 vào thượng thơng gió 7‟ qua lị nối số 9 vào lị chợ số 6‟.
+ Thơng gió:
Gió sạch vào dọc vỉa đá số 1 qua lò dốc tháo than số 10 (cột trước đã khấu) lên
thượng thơng gió số 7 vào lị chợ số 6‟, gió thải về lị thượng khu 8‟ qua lị nối số 9 về
thượng thơng gió 7‟ lên dọc vỉa số 6 qua cúp xuyên vỉa thông gió số 4 ra lị dọc vỉa đá
số 2 rồi ra ngoài.

90


5.4.3. Ƣu nhƣợc điểm, phạm vi áp dụng
* Ưu điểm:
- Lị chợ bằng nên điều kiện làm việc của cơng nhân thuận tiện
- Khả năng thơng qua của lị chợ và lị thượng vận tải cao
- Có thể sử dụng các thiết bị vận tải liên tục nên năng suất thiết bị cao.
- Khi khấu than bằng cơ giới hóa di chuyển tổ hợp máy khấu và giàn chống cơ khí
hóa từ trên xuống tương đối dễ dàng nhờ trọng lượng bản thân.
* Nhược điểm:
- Điều kiện áp dụng khắt khe.
- Tập trung hóa cơng tác mỏ trong phạm vi của vỉa thấp.
* Phạm vi áp dụng:
Hệ thống này áp dụng cho vỉa dày đến 3,5m, góc dốc của vỉa v  150, hàm lượng

khí bất kì, đá vách của vỉa từ ổn định đến không ổn định.

91


Chƣơng 6- HỆ THỐNG KHAI THÁC ÁP DỤNG CHO VỈA MỎNG VÀ TRUNG
BÌNH - DỐC ĐỨNG
6.1. Đặc điểm khi khai thác vỉa dốc đứng
Khai thác các vỉa than dốc đứng sẽ gặp nhiều khó khăn hơn so với các vỉa than dốc
thoải và dốc nghiêng cả về kết cấu hệ thống khai thác, phương pháp đào và chống giữ
các đường lò chuẩn bị.
- Khi khai thác các vỉa dốc đứng không những đá vách bị sập đổ mà đá trụ cịn có thể
bị trượt lở, gây khó khăn trong việc chống giữ, điều khiển áp lực mỏ, đá vách sập đổ tự
trượt trên nền, dễ gây đổ lò chợ và mất an tồn cho cơng nhân làm việc ở phía bên dưới.
- Than khai thác tự trượt trên nền lò chợ, vận tốc luồng than lớn gây mất an toàn cho
người làm việc ở phía dưới, bị vỡ vụn làm giảm phẩm chất của than, sinh nhiều bụi.
- Việc chống giữ và điều khiển áp lực mỏ trong lò chợ rất khó khăn, vì vậy người ta
có thể áp dụng các biện pháp để làm thế nào giảm góc dốc của gương lò chợ hoặc cải tiến
thay đổi kết cấu hệ thống khai thác, công nghệ khấu than, chống giữ, vận tải... Để giảm
bớt khó khăn nêu trên, nhằm nâng cao năng suất lao động, giảm tổn thất than và đảm bảo
an tồn trong khai thác.
Vì vậy người ta có các cách bố trí hệ thống khai thác theo đồ sau:
6.2. Hệ thống khai thác liền gƣơng lò chợ bậc chân khay
Thực chất của hệ thống khai thác gương lò chợ bậc chân khay là hệ thống khai thác
gương lò chợ dài, song độ dốc của vỉa lớn, để khắc phục người ta chia lò chợ thành
từng đoạn ngắn theo độ dốc, đoạn dưới khấu vượt trước đoạn trên một khoảng nhất
định. Từ đó lị chợ hình thành các bậc và có tên gọi là bậc chân khay. Như vậy sẽ giảm
độ dốc của tuyến vận tải trong lò chợ, gương lị bố trí ln vng góc với đường
phương của vỉa.
6.2.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự chuẩn bị

6.2.1.1. Sơ đồ hệ thống khai thác (hình 6-1)
6.2.1.2. Thứ tự chuẩn bị
Với các vỉa dốc đứng người ta thường mở vỉa bằng các lò xuyên vỉa từng tầng, với
chiều cao nghiêng của tầng 70  150m. Nên từ xuyên vỉa vận chuyển số 1 và xun
vỉa thơng gió số 2 người ta đào dọc vỉa vận chuyển số 3 và dọc vỉa thơng gió số 4 ở
từng tầng, cách lò xuyên vỉa số 1 khoảng 10m đào họng sáo vịng số 6 để đi lại, vận
chuyển vật liệu, thơng gió trong q trình thi cơng thượng cắt. Sau đó đào cặp lò
thượng cắt số 5 và song song chân 7, để đảm bảo an tồn cho q trình đào thượng cắt
5 (thượng cắt thường được đào một cặp có hai lò thượng được liên hệ với nhau bằng
các lò nối).
Phía đầu thượng cắt đào lị song song đầu 8 nối với dọc vỉa thơng gió số 4 bằng
họng sáo thơng gió số 9.
Trình tự khai thác người ta phân chia thượng cắt thành các đoạn có chiều dài là I, II,
III, VI và tiến hành khấu các phần than thứ tự I,I; II, II; III, III, III; IV, IV,IV,IV;... tạo lò
chợ thành các bậc gọi là lò chợ bậc chân khay. Sau đó khấu đồng thời tất cả các bậc.

92


4

2

9

IV

8

III IV

5

II III IV
I

1

II III IV

7

6

3

Hình 6-1. Hệ thống khai thác liền gương - lò chợ bậc chân khay
1- Lò xun vỉa vận tải của tầng.

2- Lị xun vỉa thơng gió của tầng.

3- Lị dọc vỉa vận tải.

4- Lị dọc vỉa thơng gió.

5- Cặp lị cắt.

6- Song song chân.

7- Họng sáo tháo than.

8- Song song đầu .

9- Họng sáo thông gió.
6.2.2. Sơ đồ cơng nghệ
* Cơng tác khai thác
Trình tự công việc tại một chân khay trước tiên phải khấu than để tạo ra góc chân
khay phía trên trước (bằng khoan nổ mìn kết hợp với thủ cơng) rồi mới phá phần than
phía dưới, lị chợ được chống bằng thìu dọc, khoảng cách giữa các hàng thìu cách nhau
từ 0,9  1 mét.
* Vận tải than
Trong lò chợ tiến hành đóng hàng ván
gỗ có các móc thép, móc vào hàng cột
chống ngăn để không cho than tự trượt
theo hướng dốc của vỉa vào luồng bảo vệ
ở các bậc chân khay phía dưới mà định
hướng cho dịng than trượt về kho than ở
bậc chân khay dưới cùng.
* Thơng gió
Gió sạch vào lò xuyên vỉa vận
chuyển số 1 vào lò dọc vỉa vận chuyển
số 3 vào họng sáo chân lò chợ lên song
song chân số 7 vào thơng gió cho lị chợ
rồi lên song song đầu qua họng sáo đầu
lên lò dọc vỉa thơng gió số 4 ra xun
vỉa thơng gió số 2 rồi ra ngồi.

Hình 6-2. Sơ đồ cơng nghệ

93

6.2.3. Một số thông số bậc chân khay
6.2.3.1. Chiều cao bậc chân khay (hck)
a. Xác định theo định mức lao động
hck =

K vm .n.s
; mét
r1

(6-1)

Trong đó: Kvm- Hệ số vượt mức kế hoạch Kvm= 1,1  1,15.
n- Số người bố trí làm việc trong một bậc chân khay; người
s- Định mức lao động cho một công nhân khấu chống; m2/người.ca
r1- Tiến độ của từng hàng cột chống trong gương, m
b. Lựa chọn theo kinh nghiệm
- Nếu than cứng chắc ổn định:

hck = 4  8 m

- Nếu than trung bình:

hck = 8  12 m

- Nếu than mềm yếu:

hck = 12  20 m

(chiều cao bậc chân khay được chọn bằng
số nguyên lần chiều dài của một thìu
chống)

R

6.2.3.2. Chiều rộng bậc chân khay (rck)

rck

Thường chọn bằng số nguyên lần
khoảng cách giữa các hàng cột chống.

hck

c'

- rck- Khoảng cách vượt trước giữa hai
bậc chân khay liền nhau căn cứ vào hệ số
kiên cố của than, phương pháp khấu, điều
kiện thơng gió, an tồn.

hBC
h®k



- Theo kinh nghiệm chiều rộng bậc chân
khay thường bằng 2  4 lần khoảng cách
giữa hai hàng cột. Trong thực tế ở lò chợ dốc

được chống bằng gỗ với hình thức chống
thìu dọc, khoảng cách giữa các hàng cột
chống bằng 0,9  1m. Nên rck = 1,8  4; mét.

Hình 6-3. Sơ đồ xác định chiều cao
bậc chân khay

- Đối với bậc chân khay dưới cùng làm kho chứa than đảm bảo sao cho thể tích kho
chứa có thể lưu được nửa số than trong một ca khấu, theo kinh nghiệm chiều cao của
bậc chân khay dưới cùng  10m.
- Kích thước bậc chân khay lưu than tạm thời:
+ Chiều cao theo độ dốc của chân khay lưu than tạm thời (bậc chân khay dưới
cùng):
Qb .tg
C'

 R.tg  hn
hm =
cos 
 1 .m

+ Chiều rộng kho lưu than:

94

;m

(6-2)

Qb
h
C'

 R.  n
sin 
 .m.tg
tg

Rm =

;m

(6-3)

Trong đó:
C‟- Khoảng cách tối thiểu giữa góc của chân khay với mái dốc của đống than
theo tốc độ gió tối đa cho phép trong lị chợ, m.
C‟ =

Angd .q
60.v.m

;m

(6-4)

Trong đó:
Angđ- Sản lượng trung bình một ngày đêm của cả lị chợ, tấn/ngày - đêm
q - Lưu lượng gió tiêu chuẩn cần cung cấp cho một tấn than sản lượng ngày đêm

(m3.ngày đêm/tấn.phút), nó phụ thuộc vào các loại mỏ.
m3.ngày đêm/tấn.phút

Mỏ loại I

q = 1,0

Mỏ loại II

q = 1,25 m3.ngày đêm/tấn.phút

Mỏ loại III

q = 1,5

m3.ngày đêm/tấn.phút

Mỏ loại siêu hạng

q > 1,5

m3.ngày đêm/tấn.phút

v - Tốc độ gió cho phép tối đa trong lị chợ; v = 4 m/s
Qb- Sức chứa cần thiết của kho tối thiểu bằng khối lượng than được khấu suốt
một tiến độ lị chợ, tấn.
- Góc nghiêng của đống than lưu: độ
sin =

sin 

.
sin 

- Góc đổ tự nhiên của than nở rời ( = 30  400)
- Góc dốc của vỉa; độ
R- Khoảng cách từ gương lò chân khay đến đỉnh đống than khi có máng vận tải
R = 3,6m.
hn- Chiều cao lò song song; hn = 2,0  3,0 m.
m- Chiều cao lò chợ; m.
6.2.4. Ƣu nhƣợc điểm, phạm vi áp dụng
* Ưu điểm:
- Vị trí làm việc của cơng nhân trong lị chợ đảm bảo an tồn vì được che chắn
bởi chân khay phía trên.
- Góc dốc của tuyến vận tải nhỏ hơn góc dốc của vỉa nên cơng tác vận tải an tồn,
than ít bị vỡ vụn và sinh bụi.
* Nhược điểm:
- Năng suất lao động của công nhân khơng cao vì điều kiện làm việc là thủ cơng
hoặc bán cơ giới hóa.

95


- Chi phí gỗ tính cho 1000 tấn than khai thác lớn vì phải lưu lại hàng cũi chống ở
luồng bảo vệ khơng được phép thu hồi.
- Khó khăn trong việc thơng gió ở các góc phía trên của các bậc chân khay.
* Phạm vi áp dụng
- Dùng cho các vỉa có góc dốc  = 450  550 , vỉa mỏng và dày trung bình.
- Than và đất đá vách ổn định từ trung bình trở lên.
6.3. Hệ thống khai thác lò chợ xiên chéo

B

C

6.3.1. Cơ sở để giảm độ dốc của lị chợ (hình 6-4)
L

B

C'




- Để khắc phục những nhược điểm trên
người ta có thể bố trí lị chợ có hướng hợp với
đường phương của vỉa một góc  < 900.

Hd

Lxc



- Khi khai thác các vỉa dốc đứng nếu bố trí
lị chợ theo đường hướng dốc thì góc dốc lị
chợ bằng góc dốc của vỉa. Khi đó sẽ gặp rất
nhiều khó khăn: Trong quy trình cơng nghệ và
trong cơng tác an tồn.

A

D
Hình 6-4. Sơ đồ xác định góc dốc
của lò chợ

- Cơ sở hạ thấp độ dốc của lị chợ
Giả sử: Ta có một phần của vỉa than trong tầng khai thácABCD.
AB‟C‟D là mặt phẳng nằm ngang
AD là đường phương mức dọc vỉa vận chuyển.
BC là đường phương mức dọc vỉa thơng gió.
CD là đường dốc của vỉa.
Hd - Chiều cao đứng của tầng; m.
L - Chiều dài theo hướng dốc của tầng; m.
Lxc - Chiều dài nghiêng của tầng khi bố trí lị chợ xiên chéo; m.
 - Góc dốc của lị chợ khi bố trí lị chợ vng góc với đường phương của vỉa
(bằng với góc dốc của vỉa), độ.
 - Góc dốc của lị chợ (lựa chọn căn cứ vào thiết vận tải) trong lò chợ, để đơn
giản thường chọn thiết bị vận tải là máng trượt ( = 200  300).
 - Góc hợp bởi hướng xiên chéo của lò chợ so với đường phương của vỉa, độ.
Xét các tam giác vng:
DC A

có

L = Lxc.sin

C‟C D có

Hd = L.sin

C‟C A có

Hd = Lxc.sin

Hay

Lxc.sin.sin = Lxc.sin

Vì sin<1, sin<1,

sin <1


Nên:

96

sin.sin = sin
sin < sin


Hàm số sin là hàm đồng biến nên  < . Khi đó lị chợ có góc dốc () nhỏ hơn
góc dốc của vỉa ().
Từ đó ta có thể xác định được góc  (hướng xiên chéo của lị chợ so với đường
phương).
6.3.2. Hệ thống khai thác liền gƣơng - lò chợ xiên chéo
Thực chất của hệ thống khai thác liền gương - lò chợ xiên chéo là hệ thống khai thác
liền gương tầng lò gương lò chợ thẳng, nhưng hướng của lị chợ khơng vng góc với
đường phương của vỉa; do đó chiều dài của lị chợ tăng lên.

Tùy theo tính chất cơ lý của đá vách, độ ổn định của vỉa than mà người ta có thể bố
trí lị chợ theo các hình thức sau:
+ Bố trí chân lị chợ tiến trước (hình 6-5.a)

a)

b)

Hình 6-5. Các hình thức bố trí lị chợ xiên chéo trên tầng
a) Chân lị chợ tiến trước.

b) Đầu lò chợ tiến trước

* Ưu điểm:
- Đảm bảo cơng tác thơng gió tốt hơn, ít bị rị gió.
- Khi đá vách sập đổ khơng tràn vào khơng gian lị chợ.
- Dễ thốt nước, khi trong vỉa có lưu lượng nước ngầm lớn, nước thốt ra chảy
dọc theo hướng dốc của vỉa không bị đọng lại hoặc chảy dọc theo nền gương lị chợ.
* Nhược điểm:
- Cơng tác chống giữ sau khi khấu khó khăn.

97


- Than sau khi khấu tự trượt theo hướng dốc dễ tràn vào khu vực luồng bảo vệ gây
tổn thất, người ta có thể khắc phục nhược điểm này bằng cách thi cơng hàng ván ngăn
để định hướng dịng than sau khi khấu chảy về kho than ở chân lò chợ.
- Than mềm yếu dễ bị lở gương gây đổ lị chợ.
+ Bố trí đầu lị chợ tiến trước (hình 6-5.b)
* Ưu điểm:

- Công tác chống giữ sau khi khấu dễ dàng.
- Than mềm yếu không bị lở gương gây đổ lị chợ.
* Nhược điểm:
- Rị gió nhiều.
- Than sau khi khấu tự trượt theo hướng dốc sát nền ở gương lị chợ gây khó khăn
cho người thi cơng ở phía dưới.
- Khi đá vách sập đổ dễ tràn vào khơng gian lị chợ.
- Khi trong vỉa có lưu lượng nước ngầm lớn, nước thoát ra chảy theo hướng dốc
của vỉa chảy dọc theo nền gương lò chợ và gây lún cột chống.
* Phạm vi áp dụng:
- Dùng cho các vỉa có góc dốc  = 450  550 , vỉa có chiều dày bằng với chiều cao
của lị chợ ( mv  2,5m).
- Đá vách ổn định từ trung bình trở lên.
6.3.2.1. Sơ đồ hệ thống khai thác, thứ tự đào lò và khai thác
a. Sơ đồ hệ thống khai thác
Xét trường hợp hệ thống khai thác lò chợ xiên chéo đầu lò chợ tiến trước.
Việc chuẩn bị hệ thống khai thác lị chợ xiên chéo có thể tiến hành theo một trong
hai cách sau đây:
b. Thứ tự chuẩn bị
Cách thứ nhất (hình 6-6.a): Thứ tự chuẩn bị như chuẩn bị trong hệ thống khai thác
liền gương, lò chợ bậc chân khay. Sau khi chuẩn bị xong việc khấu than tiến hành từ cặp
thượng cắt vng góc với đường phương của vỉa người ta khấu tiến độ ở đầu lò chợ lớn
hơn tiến độ ở chân lò chợ; nếu bố trí đầu lị chợ tiến trước). Cho đến khi tuyến gương lị
chợ hợp với đường phương một góc xiên chéo  như thiết kế. Lúc đó tiến độ khấu duy
trì như nhau trên suốt chiều dài lị chợ. (Ngược lại nếu bố trí chân lị chợ tiến trước thì
giai đoạn bắt đầu sẽ khấu khấu tiến độ ở chân lò chợ lớn hơn tiến độ ở đầu lò chợ).
Cách thứ hai (hình 6-6.b): Từ lị dọc vỉa vận chuyển của tầng người ta đào một
thượng cắt xiên chéo hợp với đường phương một góc  như thiết kế, tiếp theo đào song
song chân, họng sáo tháo than, song song đầu, họng sáo thơng gió. Sau đó khấu với
tiến độ đều nhau trên suốt chiều dài lò chợ. (Chú ý: Khi đào thượng cắt đoạn chân và

đầu lị thượng có chiều dài bằng với chiều dài các họng sáo phải đào vng góc với lị
dọc vỉa để tăng độ ổn định cho đường lị và giảm chi phí bảo vệ).

98


a)

2

4
8

9

5
6
7
1

3

b)

Hình 6-6. Các hình thức chuẩn bị hệ thống khai thác liền gương,
lò chợ xiên chéo (đầu lò chợ tiến trước)
a) Đào lò cắt dọc theo hướng dốc
b) Đào lò cắt xiên chéo
1- Lò xuyên vỉa vận chuyển
2- Lò xuyên vỉa thơng gió

3- Lị dọc vỉa vận chuyển
4- Lị dọc vỉa thơng gió
5- Lị cắt
5’- Lị chợ
6- Lị song song chân
7- Họng sáo tháo than.
8- Lò song song đầu
9- Họng sáo thơng gió
6.4. Một số thơng số cơ bản của hệ thống khai thác lò chợ dài
6.4.1. Chiều dài lò chợ (Llc)
Chiều dài lị chợ là một thơng số ảnh hưởng tới năng suất của thiết bị khấu, thiết bị
vận tải và điều kiện tổ chức sản xuất, các yếu tố về lao động, điều kiện an tồn ... Nó là
một thơng số chính của hệ thống khai thác. Chiều dài lị chợ có thể xác định bằng
phương pháp giải tích hoặc bằng phương pháp thống kê trên cơ sở tối ưu hóa chi phí
để khai thác một tấn than là nhỏ nhất. Trên cơ sở đó người ta xác định được các thông
số khác như chiều cao tầng, mức...
- Ở Việt Nam trong các lò chợ khấu than bằng khoan nổ mìn, người ta xác định
được bằng những thống kê:
Ở Mạo Khê V8, V9 góc dốc trung bình  = 300 lò chợ tối ưu thường bằng 105m,
đối với vỉa dốc  > 400. Khu Bình Minh lị chợ tối ưu bằng 60  70m.
Ở Vàng Danh, khi góc dốc từ 17  290 thì lị chợ tối ưu thường 77,8m và  = 25 
350 thì chiều dài tối ưu là 68m.
Chiều dài lị chợ có thể chọn theo kinh nghiệm: Với thiết bị khấu than thì khấu bằng
combai tay khấu rộng, chiều dài lò chợ từ 120  150m, khi khấu tay khấu hẹp chiều dài
lò chợ từ 150  200m, khấu bằng máy bào than chiều dài lò chợ từ 200  300m.

99