Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45o tại các mỏ than hầm lò vùng quảng ninh

Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ độc lập
cấp Nhà nớc









Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ
cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45
tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng ninh




Cơ quan chủ quản đề tài
Cơ quan chủ trì đề tài
Chủ nhiệm đề tài
: Bộ Khoa học và Công nghệ
: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ
: TS. Nguyễn Anh Tuấn

7004
20/10/2008

Hà Nội, tháng 12 năm 2007


Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ độc lập
cấp Nhà nớc







Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài


Nghiên cứu lựa chọn công nghệ
cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45
tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng ninh




Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

TS. Nguyễn Anh Tuấn










Hà Nội, tháng 12 năm 2007


Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ- TKV
2
Tham gia thực hiện đề tài

TT Họ và tên Học vị
Chức vụ
cơ quan công tác
Chức danh trong
đề tài
1 Phùng Mạnh Đắc Tiến sỹ
Phó Tổng giám đốc
Tậ
p

đoàn CN than khoán
g

sản Việt Nam
Thành viên đề tài
2 Nguyễn Anh Tuấn Tiến sỹ
Viện trởng
Viện KHCN Mỏ
Chủ nhiệm đề tài
3 Đỗ Mạnh Phong Tiến sỹ
Trờng Đại học
Mỏ địa chất Hà Nội
Thành viên đề tài
4 Trơng Đức D Tiến sỹ
Phó Viện trởng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
5 Nguyễn Đình Thống Thạc sỹ
Trởng phòng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
6 Nhữ Việt Tuấn Kỹ s
Trởng phòng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
7 Lê Thanh Phơng Thạc sỹ
Trởng phòng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
8 Vũ Tuấn Sử Cử nhân

Trởng phòng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
9 Trần Tuấn Ngạn Thạc sỹ
Phó Trởng phòng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
10 Đặng Hồng Thắng Thạc sỹ
Phó Trởng phòng
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
11 Đào Hồng Quảng Thạc sỹ
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
12 Ngô Văn Sĩ Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
13 Nguyễn Văn Hậu Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
14 Hoàng Thị Tuyển Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
15 Ngô Thanh Tùng Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ

Thành viên đề tài
16 Trần Minh Tiến Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
17 Đào Ngọc Hoàng Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
18 Nguyễn Bá Trung Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
19 Phạm Trung Nguyên Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
20 Tạ Đăng Đại Kỹ s
Nghiên cứu viên
Viện KHCN Mỏ
Thành viên đề tài
22 Đinh Văn Cờng Kỹ s Nghiên cứu viên Thành viên đề tài
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ- TKV
3
Viện KHCN Mỏ
23 P. Ph. Savtrenko
Tiến sỹ
KHKT
Giám đốc

C.ty Công nghệ máy Mỏ
LB Nga
Thành viên đề tài
24 I. Ph. Travin Tiến sỹ
Kỹ s trởng
Viện thiết kế máy mỏ
GIPROUGLEMASH,
Mátxcơva LB Nga
Thành viên đề tài
25 V.A Bernaski Kỹ s
Viện thiết kế máy mỏ
GIPROUGLEMASH,
Mátxcơva LB Nga
Thành viên đề tài
26 A.V Zueva Kỹ s
Viện thiết kế máy mỏ
GIPROUGLEMASH,
Mátxcơva LB Nga
Thành viên đề tài
27 E.X. Palagin Kỹ s
Viện thiết kế máy mỏ
GIPROUGLEMASH,
Mátxcơva LB Nga
Thành viên đề tài
28 I.X. Xolopi Kỹ s
Viện thiết kế máy mỏ
GIPROUGLEMASH,
Mátxcơva LB Nga
Thành viên đề tài
29 G.Đ. Mikhailov Kỹ s

Viện thiết kế máy mỏ
GIPROUGLEMASH,
Mátxcơva LB Nga
Thành viên đề tài
30 Phạm Văn Mật Kỹ s
Giám đốc
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
31 Nguyễn Tiến Phợng Kỹ s
Phó giám đốc
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
32 Nguyễn Văn Trịnh Kỹ s
Phó giám đốc
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
33 Khuất Mạnh Thắng Kỹ s
Phó giám đốc
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
34 Nguyễn Quốc Trung Kỹ s
Phó giám đốc
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
35 Nguyễn Trọng Bình Kỹ s
TP Kỹ thuật
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
36 Đinh Quang Minh Kỹ s
TP Cơ điện

Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
37 Nguyễn Văn Nam Kỹ s
TP An toàn
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
38 Nguyễn Thế Dùng Kỹ s
Địa chất trởng
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
39 Nguyễn Văn Đại Kỹ s
TP.Trắc địa - Địa chất
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
40 Lại Bá Tình Kỹ s
Quản đốc PXKT1
Công ty than Vàng Danh
Thành viên đề tài
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ- TKV
4
Các báo cáo khoa học thuộc đề tài
1
Đánh giá trữ lợng than và điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ các khu vực
vỉa dày, dốc trên 45 vùng Quảng Ninh
2
Nhiệm vụ kỹ thuật thiết kế Tổ hợp thiết bị KDT-1 khai thác vỉa dày,
dốc bằng công nghệ chia lớp ngang, gơng khấu ngắn, kết hợp thu hồi
than nóc trong điều kiện khoáng sàng than Việt Nam
3

Thiết kế các phơng án kỹ thuật Tổ hợp thiết bị KDT-1 khai thác vỉa
dày, dốc bằng công nghệ chia lớp ngang, gơng khấu ngắn, kết hợp thu
hồi than nóc trong điều kiện khoáng sàng than Việt Nam
4
Thiết kế kỹ thuật Tổ hợp thiết bị KDT-1 khai thác vỉa dày, dốc bằng
công nghệ chia lớp ngang, gơng khấu ngắn, kết hợp thu hồi than nóc
trong điều kiện khoáng sàng than Việt Nam
5
Báo cáo nghiên cứu khả thi áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa
khai thác bằng tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50 tại
khu vực dày dốc vỉa 7 Tây Vàng Danh - Công ty than Vàng Danh
6
Thiết kế kỹ thuật áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa khai thác
bằng tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò AM-50 tại khu vực
dày dốc vỉa 7 Tây Vàng Danh - Công ty than Vàng Danh
7
Báo cáo tổng hợp Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ cơ giới hóa khai thác
vỉa dày, dốc trên 45 bằng tổ hợp dàn tự hành KDT-1 kết hợp máy đào lò
AM-50 tại khu vực dày dốc vỉa 7 Tây Vàng Danh, Công ty than Vàng Danh
8
Hớng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác trong điều kiện
vỉa dày có góc dốc > 45
o
tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
9
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ
giới hóa khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng
Quảng Ninh

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

Viện Khoa học công nghệ Mỏ- TKV
5
Mục lục

Trang

Mở đầu
7

Chơng I: Đánh giá tổng hợp trữ lợng và điều kiện khai thác
các khu vực vỉa dày, dốc trên 45 vùng Quảng Ninh
10
I
Tổng hợp trữ lợng các khu vực vỉa dày, dốc trên 45 vùng Quảng Ninh
10
II Đánh giá tổng hợp đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ 11
III Kết luận 16

Chơng II: Đề xuất sơ đồ công nghệ và đồng bộ thiết bị cơ giới
hóa vỉa dày dốc trong điều kiện địa chất phức tạp
vùng Quảng Ninh
18
I
Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng cơ giới hoá trong điều kiện vỉa dày,
dốc tại các nớc có nền công nghiệp khai thác than phát triển
18
II
Tổng quan tình hình áp dụng công nghệ khai thác vỉa dày dốc tại
các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
39

III
Đề xuất sơ đồ công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày dốc trên
45 cho các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh
48
IV Kết luận 54

Chơng III: Thiết kế kỹ thuật tổ hợp thiết bị KDT-1 khai thác
vỉa dầy, dốc bằng công nghệ chia lớp ngang, gơng
khấu ngắn, kết hợp thu hồi than nóc trong điều
kiện khoáng sàng than Việt Nam
56
I
Nhiệm vụ kỹ thuật thiết kế tổ hợp KDT-1
57
II
Thiết kế các phơng án kỹ thuật
91
III
Thiết kế kỹ thuật tổ hợp KDT-1
91
IV
Lựa chọn và cung ứng đồng bộ tổ hợp thiết bị KDT-1
94
V
Kết luận
94

Chơng IV: Lựa chọn thông số kỹ thuật sơ đồ công nghệ và
đồng bộ thiết bị khai thác áp dụng thử nghiệm
95

I Lựa chọn khu vực thử nghiệm 95
II
Lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác
96
III
Lựa chọn công nghệ đào chống lò chuẩn bị
97
IV Lựa chọn đồng bộ vật t thiết bị cơ giới hoá khai thác 99
V Khai thông và chuẩn bị khu vực thử nghiệm 101
VI Công tác tổ chức sản xuất 103
VII
Tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
103
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ- TKV
6
VIII
Tính toán hiệu quả kinh tế
107

Chơng V: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ khai thác cơ giới
hóa vỉa dày, dốc tại vỉa 7 Tây Vàng Danh Công ty
than Vàng Danh
108
I
Đánh giá công tác áp dụng thử nghiệm
108
II
Đánh giá quá trình làm việc của tổ hợp thiết bị
112

III
Nghiên cứu hoàn thiện các thông số cơ bản của sơ đồ công nghệ cơ
giới hóa bằng dàn chống KDT-1
118
IV
Đánh giá hiệu quả kinh tế áp dụng thử nghiệm dàn chống KDT-1 tại
vỉa 7 Tây Vàng Danh
130
V Kết luận 131

Chơng VI: Hớng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác
vỉa dày dốc trên 45 và quy hoạch chuẩn bị các khu
vực theo sơ đồ công nghệ lựa chọn
136
I
Hớng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hóa Khai thác vỉa dày dốc trên 45
136
II
Quy hoạch chuẩn bị các khu vực khoáng sàng dày, dốc theo sơ đồ
công nghệ lựa chọn
139
III
Kết luận
152

Kết luận và kiến nghị
153

Tài liệu tham khảo
160

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV
7
Lời Mở đầu
Trong các năm vừa qua, ngành Than đã tập trung giải quyết vấn đề cơ giới
hóa khai thác các vỉa có góc dốc đến 35
o
. Hàng loạt các công trình áp dụng thử
nghiệm đã đợc tiến hành tại các mỏ than hầm lò nh Khe Chàm, Dơng Huy và
Vàng danh theo các mô hình bán cơ giới sử dụng máy khấu liên hợp kết hợp giá
thủy lực di động, mô hình cơ giới hóa đồng bộ bằng máy liên hợp kết hợp dàn chống
tự hành và dàn chống tự hành có kết cấu hạ trần than nóc. Công suất khai thác đạt
đợc của các lò chợ dao động từ 200.000 ữ 500.000 T/năm đồng thời đạt đợc các
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và các thông số kỹ thuật đề ra của thiết kế thử nghiệm và
khẳng định đợc chỗ đứng trong sản xuất than hầm lò ở điều kiện địa chất ổn định,
vỉa có góc dốc thoải nhỏ hơn 35
o
.
Đồng thời với vấn đề cơ giới hóa khai thác trong các gơng lò chợ dài, đã
triển khai hàng loạt các dự án áp dụng cơ giới hóa đào lò nhằm nâng cao năng lực
đào lò chuẩn bị phục vụ khai thác. Đây là những yếu tố quan trọng trong việc phát
triển áp dụng cơ giới hóa trong điều kiện địa chất phức tạp bằng các sơ đồ công
nghệ gơng lò ngắn.
Trong các năm vừa qua, Viện KHCN Mỏ đã phối hợp với các Công ty khai
thác than hầm lò triển khai nghiên cứu các sơ đồ công nghệ khai thác gơng lò ngắn
trong điều kiện địa chất phức tạp và vỉa có góc dốc vỉa > 45
o

nh công nghệ khai
thác lò dọc vỉa phân tầng, công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng, công nghệ
khai thác vỉa dốc bằng các lỗ khoan dài, v.v. nhằm thay thế công nghệ khai thác
buồng, nâng cao mức độ an toàn lao động và hiệu quả kinh tế. Các sơ đồ công nghệ
khai thác trên đã đáp ứng yêu cầu sản xuất trong giai đoạn hiện nay, tuy nhiên các
công đoạn chính nh chuẩn bị và khai thác vẫn thực hiện bằng phơng pháp thủ
công nên cha đáp ứng đợc sản lợng và năng suất lao động cao.
Một thực tế là điều kiện địa chất các vỉa than mỏ hầm lò rất phức tạp, đặc biệt
phức tạp về điều kiện góc dốc vỉa ( > 45
o
), chiều dày vỉa và chiều dài theo phơng
khu khai thác, gây những khó khăn trong việc phát triển công nghệ cơ giới hóa khấu
than. Các phạm vi áp dụng công nghệ theo yếu tố điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ
thay đổi theo từng vỉa, từng khu vực khoáng sàng, do vậy vấn đề đặt ra là phải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV
8
nghiên cứu công nghệ cơ giới hóa phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp cụ thể của
từng mỏ theo hớng phát triển đa dạng các loại hình công nghệ cơ giới hóa trong
các sơ đồ công nghệ khai thác.
Xuất phát từ các kết quả nghiên cứu khai thác trong điều kiện vỉa dày, dốc
trên 45
o
vùng Quảng Ninh, cần thiết phải có một đề tài nghiên cứu và hoàn thiện
công nghệ khai thác theo hớng áp dụng cơ giới hóa phù hợp nhằm nâng cao sản
lợng khai thác, năng suất lao động, mức độ an toàn lao động và giảm tổn thất than
khai thác.
1. Cơ quan chủ trì thực hiện đề tài: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ.
2. Chủ nhiệm đề tài: Tiến sỹ Nguyễn Anh Tuấn.
3. Các cơ quan và tập thể chuyên gia phối hợp chính:

Công ty than Vàng Danh, Trờng Đại học Mỏ địa chất Hà Nội, Viện thiết kế
mỏ Giprougol (Liên Bang Nga), Công ty OAO Liên hiệp công nghệ chế tạo máy
(OAOOMT), Công ty REMAG (Ba Lan) và một số tập thể, cá nhân khác tham gia
thực hiện.
4. Mục tiêu đề tài:
- Xây dựng sơ đồ công nghệ khai thác với dây chuyền thiết bị cơ giới hoá phù
hợp trong điều kiện vỉa dày, dốc trên 45
o
vùng Quảng Ninh.
- áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa có lựa chọn và hoàn thiện các
thông số kỹ thuật để nâng cao sản lợng khai thác, năng suất lao động, mức độ an
toàn lao động và giảm tổn thất than.
5. Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu đánh giá sự ảnh hởng của điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ các
vỉa than dày, dốc trên 45
o
ở các mỏ hầm lò đến khả năng áp dụng các sơ đồ công
nghệ cơ giới hóa khai thác.
- Nghiên cứu xây dựng sơ đồ công nghệ và lựa chọn đồng bộ thiết bị và thiết
kế hoàn thiện cho phù hợp áp dụng cho một số điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ đặc
trng trong điều kiện vỉa dày, dốc trên 45
o
ở các mỏ hầm lò.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV
9
- Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm sơ đồ công nghệ khai thác cơ giới hóa khai
thác trong điều kiện vỉa dày, dốc.
- Nghiên cứu hoàn thiện các thông số kỹ thuật cơ bản sơ đồ thử nghiệm công
nghệ khai thác cơ giới hóa trong điều kiện vỉa dày, dốc.

- Xây dựng hớng dẫn áp dụng công nghệ cơ giới hóa khai thác trong điều
kiện vỉa dày, dốc mỏ hầm lò Quảng Ninh
6. Phơng pháp nghiên cứu:
- Phơng pháp thống kê, phân tích và đánh giá tổng hợp nhằm phân tích,
đánh giá trữ lợng than, điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ gắn với phạm vi áp dụng của
công nghệ.
- Phơng pháp phân tích so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật các phơng án
công nghệ.
- Phơng pháp khảo sát và quan trắc đo đạc dịch động, biến dạng và áp lực
mỏ tại hiện trờng nhằm khẳng định và hoàn thiện các thông số cơ bản của sơ đồ
công nghệ và đề xuất các giải pháp xử lý kỹ thuật trong quá trình khai thác.
7. Thông tin, ấn phẩm:
Trong quá trình triển khai đề tài, các nội dung và kết quả nghiên cứu mới đã
đợc thông tin trên các tạp chí Than Khoáng sản Việt Nam, tạp chí Công
nghiệp Mỏ và Thông tin Khoa học Công nghệ Mỏ. Ngoài ra, các kết quả nghiên
cứu đã đợc công bố trong các hội nghị tổng kết kỹ thuật ngành Than và hội thảo
Khoa học Công nghệ Mỏ Việt Nam.
Nhóm đề tài cám ơn sự hợp tác của các chuyên gia trong và ngoài ngành hỗ
trợ đề tài trong quá trình triển khai thực hiện, của cán bộ công nhân trực tiếp tham
gia áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác cơ giới hóa trong điều kiện vỉa dày, dốc
tại Công ty than Vàng Danh.

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
10
Chơng I
Đánh giá trữ lợng than và điều kiện địa chất- kỹ thuật
mỏ các khu vực vỉa dày, dốc trên 45 vùng Quảng Ninh
________________________________________________

I. Tổng hợp trữ lợng than các khu vực vỉa dày, dốc
trên 45 vùng quảng ninh
Hiệu quả khai thác phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố ảnh hởng đến công
nghệ sử dụng, trong đó điều kiện địa chất và kỹ thuật mỏ là hai yếu tố quyết định
đến việc lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác. Đề tài đã tiến hành đánh giá 9 khu
vực trữ lợng vỉa dày, dốc trên 45 đặc trng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh
với tổng trữ lợng địa chất 116.564,9 nghìn tấn (xem bảng I.1).
Bảng tổng hợp trữ lợng vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh
Bảng I.1
Số
TT
Tên khoáng sàng
hoặc công ty
Tên vỉa than
Mức đánh
giá
Trữ lợng
(10
3
T)
Tỷ lệ
phần
trăm
1 Mạo Khê- Tràng Khê 6; 7; 8; 9; 9A; 9B
-150 ữ LV
30.013,00 25,75
2 Vàng Danh 4; 5; 6; 7; 8
-150 ữ +260
13.389,20 11,49
3 Than Thùng - Yên Tử 4; 5; 6; 6A, 7; 7trụ, 8

-350 ữ +290
36.535,50 31,34
4 Suối Lại - Hòn Gai 10 (7); 11(8); 14(10)
-150 ữ LV
10.116,30 8,68
5 Hà Lầm 8; 9; 10; 12; 13; 14
-140 ữ +200
11.348,20 9,74
6 Hà Ráng - Đá Bạc 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16
-100 ữ +200
9.254,10 7,94
7 Ngã Hai 5; 7
-150 ữ +150
1.284,70 1,10
8 Dơng Huy 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14
+40 ữ -350
3.809,80 3,27
9 Mông Dơng H(10); II(11)
-250 ữ +0
814,10 0,70

Tổng cộng

116.564,90 100,00
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
11
Qua bảng tổng hợp trữ lợng theo các phạm vi đánh giá tại các khoáng
sàng than vùng Quảng Ninh cho thấy: trữ lợng các khu vực vỉa dày dốc tập trung
lớn nhất tại khoáng sàng Than Thùng - Yên Tử (chiếm 31,34 %) và Mạo Khê -

Tràng Khê (chiếm 25,75 %). Tiếp đến là các khoáng sàng Vàng Danh (11,49 %),
Hà Lầm (9,74 %); Hòn Gai - Suối Lại (8,68 %), Hà Ráng (7,94 %) Đây là các
khu vực khoáng sàng cần u tiên xem xét lựa chọn và đầu t áp dụng công nghệ
cơ giới hoá khai thác.
II. Đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ
các khu vực vỉa dày, dốc trên 45 vùng quảng ninh
Trên cơ sở đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ và tổng hợp
trữ lợng các khu vực vỉa dày dốc trên 45, đề tài tập trung giới hạn vào giải
quyết một số phạm vi yếu tố địa chất cơ bản bao gồm:
- Chiều dày vỉa: Đây là một trong những thông số ảnh hởng trực tiếp đến
việc lựa chọn công nghệ khai thác và các thông số của sơ đồ công nghệ, phơng
pháp khấu than, năng suất của thiết bị khấu Để lựa chọn sơ đồ công nghệ khai
thác cơ giới hoá hợp lý cho các khu vực vỉa dày dốc, đề tài phân chia các khu vực
thành các miền chiều dày thuộc phạm vi m = 3,5 ữ 6,0 m; phạm vi m = 6,01 ữ
10,0 m và phạm vi m > 5,0 m (hình I.1).
51,18
32,02
16,80
0 102030405060
3,5 - 6,0
6,01 - 10,0
> 10,0
Giới hạn chiều dày vỉa, m
Tỷ lệ phần trăm so với tổng trữ lợng, %

Hình I.1. Mối tơng quan giữa chiều dày vỉa với tổng trữ lợng vỉa dày dốc
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
12
Qua biểu đồ mối tơng quan giữa chiều dày vỉa với tổng trữ lợng các khu

vực vỉa dày, dốc vùng Quảng Ninh cho thấy, chiều dày vỉa tập trung lớn nhất ở
giới hạn vỉa dày 3,5 ữ 6,0 m chiếm 51,18 % và vỉa dày 6,01 ữ 10,0 m chiếm 32,2
% tổng cân đối trữ lợng các vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh. Nhóm vỉa thuộc loại
dày hơn 10 m chiếm 16,8 % tổng trữ lợng, tập trung chủ yếu tại khoáng sàng Hà
Lầm, Hòn Gai và Hà Ráng.
- Góc dốc vỉa: Cũng nh chiều dày vỉa, góc dốc vỉa là yếu tố quan trọng
ảnh hởng đến việc lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác và phơng tiện thiết bị
khai thác. Với mục đích nhằm lựa chọn các khu vực trữ lợng có khả năng áp
dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác, đề tài tiến hành lựa chọn các khu vực có
góc dốc lớn hơn 45 và phân loại trên cơ sở phạm vi góc dốc vỉa đặc trng theo
các giới hạn 45 ữ 55 và trên 55
o
. Kết quả đánh giá thể hiện trên hình I.2.
45 - 55
48,37%
> 55
51,63%

Hình I.2. Mối tơng quan giữa góc dốc vỉa với tổng trữ lợng vỉa dày dốc
Qua kết quả đánh giá theo yếu tố góc dốc vỉa cho thấy, trữ lợng các vỉa
dốc tập trung chủ yếu tơng đối đồng đều giữa phạm vi góc dốc 45 ữ 55
o
chiếm
48,37 % và phạm vi góc dốc trên 55
o
chiếm 51,63 % tổng trữ lợng địa chất các
vỉa dày, dốc trong cân đối đánh giá.
Trong việc xác định phạm vi áp dụng các sơ đồ công nghệ khai thác, tổ
hợp yếu tố chiều dày và góc dốc vỉa đóng vai trò quan trọng nhất trong các yếu tố
điều kiện địa chất. Kết quả đánh giá tổng hợp mối quan hệ giữa trữ lợng than và

tổ hợp yếu tố chiều dày vỉa và góc dốc vỉa thể hiện trên hình I.3.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
13
3,5 - 6,0
6,01 - 10,0
> 10,0
45 - 55
> 55
24,03
16,55
11,06
27,16
15,47
5,74
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
Tỷ lệ phần trăm so với tổng trữ
lợng, %
Góc dốc vỉa, độ Chiều dày vỉa, m

Hình I.3. Mối tơng quan giữa chiều dày, góc dốc vỉa với tổng trữ lợng vỉa dày dốc
Phân tích mối tơng quan giữa chiều dày, góc dốc vỉa với tổng trữ lợng
vỉa dốc cho thấy tỷ lệ phần trăm trữ lợng tập trung tại các khu vực có chiều dày
3,5 ữ 6,0 m, góc dốc 45 ữ 55 chiếm 27,16 %; tập trung tại các khu vực Than

Thùng - Yên Tử (12,5 %), Mạo Khê (4,9 %), Dơng Huy (2,9 %), Hà Ráng (2,3
%), Vàng Danh (1,4 %), Quang Hanh (1,1 %) Phạm vi chiều dày vỉa 3,5 ữ 6,0
m, góc dốc lớn hơn 55 chiếm 24,03 %; tập trung tại các khoáng sàng Mạo Khê
(13,4 %), Than Thùng - Yên Tử (4,1 %), Vàng Danh (3,8 %) và Hà Ráng (2,7
%). Phạm vi chiều dày 6,01 ữ 10,0 m, góc dốc lớn hơn 55 chiếm 16,55 % tập
trung tại các khoáng sàng Mạo Khê (7,5 %), Vàng Danh (4,6 %), Than Thùng -
Yên Tử (2,4 %), Hà Ráng (1,5 %) và Hà Lầm (0,5 %). Phạm vi chiều dày vỉa
6,01 ữ 10,0 m, góc dốc 45 ữ 55 chiếm 15,47 % tập trung tại các khu vực Than
Thùng- Yên Tử (12,2 %), Vàng Danh (1,7 %), Hòn Gai (1,1 %) và Dơng Huy
(0,4 %). Phạm vi chiều dày vỉa lớn hơn 10 m chiếm ít nhất, trong đó phạm vi góc
dốc vỉa 45 ữ 55 chiếm 5,74 % và phạm vi góc dốc lớn hơn 55 chiếm 11,06 %.
Một trong các yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu quả khi áp dụng công
nghệ khai thác cơ giới hoá là kích thớc khoáng sàng. Chiều dài theo phơng và
theo độ dốc của khoáng sàng ảnh hởng lớn đến thời gian lắp đặt, vận hành, tháo
dỡ và di chuyển đồng bộ thiết bị cơ giới hóa, điều này ảnh hởng đến hiệu quả
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
14
kinh tế khi áp dụng cơ giới hóa khai thác. Mối tơng quan giữa chiều dài theo
phơng, chiều dài theo độ dốc của khoáng sàng với tỷ lệ phần trăm trữ lợng địa
chất các vỉa dốc thể hiện trên hình I.4 và hình I.5.
< 300
5,20%
301 - 800
39,11%
> 800
55,70%

H
ình I.4. Mối tơng quan giữa phạm vi giới hạn chiều dài theo phơng khu vực

khai thác với tổng trữ lợng vỉa dày dốc

21,58
19,81
8,81
49,79
0,00
15,00
30,00
45,00
60,00
Tỷ lệ phần trăm so với
tổng trữ lợng, %
< 100 m 101 m - 150 m 151 m - 200 m > 200 m
Chiều dài theo độ dốc khu vực khai thác, m

Hình I.5. Mối tơng quan giữa giới hạn chiều dài theo độ dốc khu vực khai thác với
tổng trữ lợng vỉa dày dốc
Qua biểu đồ phân tích, cho thấy các khu vực vỉa dày, dốc trên 45
o
vùng
Quảng Ninh phần lớn có chiều dài theo phơng lớn hơn 800 m chiếm tỷ lệ 55,7
% giới hạn từ 300 ữ 800 m và dới 300 m chiếm tỷ lệ phần trăm tơng ứng 39,11
% và 5,2 % so với tổng trữ lợng địa chất các vỉa dốc. Theo hớng dốc, các khu
vực chủ yếu có chiều dài lớn hơn 200 m (chiếm 49,79 %) chiều dài nhỏ hơn 100
m chiếm 21,58 % và 100 ữ 150 m chiếm 19,61 %. Đây là một yếu tố tơng đối
thuận lợi để áp dụng các mô hình cơ giới hóa trong điều kiện vỉa dày dốc vùng
Quảng Ninh.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV

15
Kết quả nghiên cứu đánh giá các yếu tố về đất đá vách, trụ các vỉa dày,
dốc trên 45
o
vùng Quảng Ninh ảnh hởng đến lựa chọn công nghệ cơ giới hoá
khai thác các vỉa dày dốc thể hiện trên hình I.6, hình I.7 và hình I.8.
KÔĐ
35,66%
ÔĐTB
45,82%
ÔĐ
18,52%

Hình I.6. Phân loại trữ lợng vỉa dày dốc theo đá vách trực tiếp
DSĐ
17,11%
SĐTB
73,19%
KSĐ
9,70%

Hình I.7. Phân loại trữ lợng vỉa dày dốc theo đá vách cơ bản
BV
22,83%
KBV
29,58%
BVTB
47,59%

Hình I.8. Phân loại trữ lợng vỉa dày dốc theo đá trụ trực tiếp

Qua các biểu đồ trên cho thấy, phần lớn các khu vực đều có đá vách trực
tiếp là bột kết phân bố đều, đôi chỗ là các thấu kính sét kết, sét than phân bố
không đều, thuộc loại không ổn định (chiếm 35,66 %) đến ổn định trung bình
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
16
chiếm 45,82 % so với tổng trữ lợng đánh giá, có những khoáng sàng phần lớn
các vỉa than đều có lớp vách giả nh Đông Bắc - Ngã Hai, Mạo Khê - Tràng
Khê Đá vách cơ bản tại các khu vực vỉa dày dốc chủ yếu thuộc loại dễ sập đổ
chiếm 17,11 % đến sập đổ trung bình chiếm 73,19 % trữ lợng địa chất đa vào
đánh giá. Đá trụ vỉa chủ yếu thuộc loại bền vững trung bình chiếm 47,59 %,
không bền vững chiếm 29,58 % và bền vững chiếm 22,83 % tổng trữ lợng đánh
giá. Các yếu tố điều kiện đá vách và trụ vỉa gây ảnh hởng đến lựa chọn công
nghệ khai thác cơ giới hoá trong điều kiện vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh.
III. Kết luận
Đề tài đã tiến hành đánh giá tổng hợp trữ lợng và đặc điểm điều kiện địa
chất - kỹ thuật mỏ các khu vực vỉa có chiều dày lớn hơn 3,5 m; góc dốc lớn hơn
45 vùng Quảng Ninh bao gồm 9 khoáng sàng: Mạo Khê - Tràng Khê, Vàng
Danh, Than Thùng - Yên Tử, Suối Lại - Hòn Gai, Hà Lầm, Hà Ráng, Quang
Hanh (khoáng sàng Đông Bắc Ngã Hai), Dơng Huy và Mông Dơng theo các
mức khai thác và thăm dò địa chất với tổng trữ lợng địa chất các vỉa dày dốc
đợc xem xét đánh giá là 116.564,90 nghìn tấn.
Qua kết quả đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ các khu
vực vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh cho thấy các khoáng sàng dày dốc trên 45
vùng Quảng Ninh tơng đối thuận lợi áp dụng công nghệ cơ giới hoá khai thác
với những khu vực khoáng sàng có điều kiện áp dụng đặc trng sau:
- Các khu vực có chiều dày 3,5 ữ 6,0 m, góc dốc 45 ữ 55 chiếm 27,16 %;
tập trung tại các khu vực Than Thùng - Yên Tử (12,5 %), Mạo Khê (4,9 %),
Dơng Huy (2,9 %), Hà Ráng (2,3 %), Vàng Danh (1,4 %), v.v.
- Các khu vực có chiều dày vỉa 3,5 ữ 6,0 m, góc dốc lớn hơn 55 chiếm

24,03 %; tập trung tại các khoáng sàng Mạo Khê (13,4 %), Than Thùng - Yên Tử
(4,1 %), Vàng Danh (3,8 %) và Hà Ráng (2,7 %).
- Các khu vực có chiều dày 6,01 ữ 10,0 m, góc dốc lớn hơn 55 chiếm
16,55 % tập trung tại các khoáng sàng Mạo Khê (7,5 %), Vàng Danh (4,6 %),
Than Thùng - Yên Tử (2,4 %), Hà Ráng (1,5 %) và Hà Lầm (0,5 %).
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
17
- Các khu vực có chiều dày vỉa 6,01 ữ 10,0 m, góc dốc 45 ữ 55 chiếm
15,47 % tập trung tại các khu vực Than Thùng- Yên Tử (12,2 %), Vàng Danh
(1,7 %), Hòn Gai (1,1 %) và Dơng Huy (0,4 %).
- Các khu vực có chiều dày vỉa lớn hơn 10 m góc dốc vỉa 45 ữ 55 chiếm
5,74 % và chiều dày vỉa lớn hơn 10,0 m, góc dốc lớn hơn 55 chiếm 11,06 %.
Các khu vực vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh phần lớn có chiều dài theo
phơng lớn hơn 800 m chiếm tỷ lệ 55,7 %, giới hạn chiều dài theo phơng từ 300
ữ 800 m và dới 300 m chiếm tỷ lệ phần trăm tơng ứng 39,11 % và 5,2 % so với
tổng trữ lợng địa chất các vỉa dốc. Theo hớng dốc, các khu vực chủ yếu có
chiều dài lớn hơn 200 m chiếm 49,79 %, chiều dài nhỏ hơn 100 m chiếm 21,58 %
và 100 ữ 150 m chiếm 19,61 %. Đây là một yếu tố tơng đối thuận lợi để áp dụng
các mô hình cơ giới hóa trong điều kiện vỉa dày dốc vùng Quảng Ninh.
Phần lớn các khu vực đều có đá vách trực tiếp là bột kết phân bố đều, đôi
chỗ là các thấu kính sét kết, sét than phân bố không đều, thuộc loại không ổn
định chiếm 35,66 % đến ổn định trung bình chiếm 45,82 % so với tổng trữ lợng
đánh giá, có những khoáng sàng phần lớn các vỉa than đều có lớp vách giả nh
Đông Bắc - Ngã Hai, Mạo Khê - Tràng Khê Đá vách cơ bản tại các khu vực vỉa
dày dốc chủ yếu thuộc loại dễ sập đổ chiếm 17,11 % đến sập đổ trung bình chiếm
73,19 % trữ lợng địa chất đa vào đánh giá, đá trụ vỉa chủ yếu thuộc loại bền
vững trung bình chiếm 47,59 %, không bền vững chiếm 29,58 % và bền vững
chiếm 22,83 % tổng trữ lợng đánh giá.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
18
Chơng II
đề xuất sơ đồ công nghệ và đồng bộ thiết bị cơ giới hóa
khai thác vỉa dày, dốc trên 45
o
vùng quảng Ninh
______________________________________________________

I. Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng cơ giới hoá trong điều
kiện vỉa dày, dốc tại các nớc có nền công nghiệp
khai thác than phát triển
Cũng nh ở Việt Nam, trên thế giới vỉa dày dốc chiếm một tỷ lệ đáng kể
trong tổng số trữ lợng than của các nớc có nền công nghiệp khai thác than phát
triển. Ví dụ ở Rumani trữ lợng các vỉa dày dốc chiếm 90%, Bungari chiếm
50% Mặc dù trong giai đoạn hiện nay trình độ cơ giới hoá của các nớc trên thế
giới rất cao, đã có những lò chợ cơ giới hoá đồng bộ và tự động hoá hoàn toàn,
nhng mức độ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc vẫn còn hạn chế. Tại Liên
Xô (cũ), vùng Kudơbac khai thác cơ giới hoá tại các vỉa dốc chiếm 10%, vùng
Đônbát chiếm khoảng 35%.
I.1. Hệ thống khai thác vỉa dày dốc
Theo tính chất của các hệ thống và phạm vi áp dụng có thể phân chia các
hệ thống khai thác vỉa dày dốc thành hai loại:
+ Các hệ thống khai thác toàn bộ chiều dày vỉa bao gồm các hệ thống chủ yếu:
- Hệ thống khai thác bằng giàn chống
- Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng
- Hệ thống khai thác buồng
- Hệ thống khai thác chia cột theo độ dốc sử dụng máy ca than hoặc sử
dụng lỗ khoan dài
+ Các hệ thống khai thác chia lớp

- Hệ thống khai thác bằng dàn dẻo
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
19
- Hệ thống khai thác chia lớp ngang nghiêng, lớp bằng
- Hệ thống khai thác sử dụng chèn lò
Tuy nhiên trong mỗi hệ thống khai thác chính có từ 5 ữ 10 công nghệ,
đồng bộ thiết bị khai thác khác nhau. Theo xu hớng hiện nay, tại các nớc có
nền công nghiệp khai thác than phát triển trên thế giới thờng sử dụng các hệ
thống khai thác sau:
I.1.1. Các hệ thống khai thác dạng buồng
+ Hệ thống khai thác buồng: đợc áp dụng phổ biến ở Liên Xô (cũ) đối với
khoáng sàng có điều kiện địa chất phức tạp, nhiều phay phá. Các thông số của hệ
thống khai thác: chiều dài buồng từ 30 ữ 50 m, chiều rộng buồng 4,0 ữ 6,0 m,
chiều rộng trụ bảo vệ giữa các cột 4,0 ữ 5,0 m (thờng đợc thu hồi khi khấu dật).
Các công việc khai thác đợc tiến hành đồng thời trong một buồng. Nhợc điểm
cơ bản của hệ thống là thông gió cho khu vực khai thác rất khó khăn, do không cơ
giới hoá xúc bốc than trong buồng và khi khấu thu hồi trụ than bảo vệ nên tốc độ
tiến gơng và chiều dài buồng khấu bị hạn chế. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt
thấp, tổn thất than 28 ữ 35%. Sơ đồ công nghệ khai thác xem hình II.1.
50 m
8
ữ
12 m
20
ữ
30 m
8
ữ
12 m 8

ữ
12 m
8-12 m
a
b
b
mặt cắt a - a
a
50m
3
ữ

6
m
20
ữ

30 m
20
ữ
30 m
8
ữ
12 m 8
ữ
12 m 2 m 2 m
8
ữ
12 m
3

ữ
6 m
mặt cắt b - b


>

3
5

Thợng cột
Dọc vỉa vận tải
Dọc vỉa thông gió
Thợng buồng
Thợng cột
Thợng buồng
Thợng cột
Thợng cột
Dọc vỉa thông gió
Dọc vỉa thông gió
Dọc vỉa phân tầng
Dọc vỉa phân tầng

Hình II.1. Sơ đồ công nghệ khai thác buồng
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
20
+ Hệ thống khai thác buồng - lu than: đợc áp dụng rộng rãi ở bể than
Kuzơbat (Liên Xô cũ) trong những điều kiện vỉa dầy từ 5,0 ữ 6,0 m (với các vỉa
có chiều dày không ổn định), góc dốc > 45

0
, đá vách thuộc loại bền vững. Công
tác chuẩn bị buồng khấu than bằng cách đào các lò thợng. Công việc khấu than
tiến hành bằng cách khoan nổ mìn theo hớng dốc từ dới lên hoặc từ các lò
thợng buồng. Than đợc giữ lại và tháo từ từ, sau đó tiến hành công tác hạ vách.
Trong ruộng mỏ trình tự chuẩn bị và khai thác nh sau: Một buồng chuẩn bị, kế
tiếp là buồng khấu than, tiếp theo là buồng lu than sau đó là buồng tháo than và
phá hoả đá vách. Sơ đồ công nghệ khai thác xem hình II.2.

Hình II.2. Sơ đồ công nghệ khai thác buồng - lu than
+ Hệ thống khai thác buồng - lò thợng chéo: đợc áp dụng thử nghiệm ở
Liên Xô (cũ) trong điều kiện vỉa có chiều dày 5,2 m, góc dốc 70 ữ 80
0
, vách trực
tiếp là đá dễ sập đổ.
Bản chất của hệ thống là ở chỗ tầng đợc chuẩn bị khai thác bằng các lò
thợng đào chéo 40 ữ 50
0
với lò dọc vỉa tầng. Các thợng nối với nhau bằng các
lò liên lạc (phỗng) tạo thành các cột nhỏ kích thớc: cao 10 ữ 12 m và rộng 7 ữ 8
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
21
m. Tất cả các đờng lò đợc đào bám trụ vỉa. Công tác khấu than độc lập trong
các cột nhỏ theo hớng từ trên xuống với khoảng cách vợt trớc của các cột trên
và dới là 15 ữ 20 m. Than đợc khấu bằng phơng pháp khoan nổ mìn. Phía
dới cột than nổ mìn đặt cợc chắn bảo vệ, đảm bảo cho công nhân luôn luôn ở
trong vị trí an toàn để điều chỉnh tháo than.
So với hệ thống chia lớp nghiêng, hệ thống khai thác bằng các lò thợng
chéo cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao hơn, sản lợng trung bình ngày đêm,

năng suất lao động tăng từ 1,6 ữ 1,8 lần, chi phí gỗ giảm ba lần. Hệ thống khai
thác lò thợng chéo đảm bảo an toàn cho công nhân khai thác, bởi vì tất cả các
công đoạn trong công tác khấu than đều thực hiện trong khu vực có vì chống của
các đờng lò chuẩn bị.
Nhợc điểm chính của hệ thống là khối lợng các đờng lò chuẩn bị lớn
(tới 47 m/1000 T), tổn thất than cao. Sơ đồ công nghệ khai thác xem hình II.3.

Hình II.3. Sơ đồ công nghệ khai thác buồng - lò thợng chéo
I.2. Các hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng
+ Công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng kết hợp với máy khoan đờng
kính lớn (PSO): ra đời đã lâu và đợc áp dụng phổ biến tại Liên Xô (cũ) để khai
thác các vỉa dày dốc trong điều kiện địa chất phức tạp. Tuy nhiên công nghệ áp
dụng hiệu quả cho các vỉa than có chiều dày 3,0 ữ 8,0 m, góc dốc > 45, vách vỉa
bền vững trung bình đến bền vững.
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
22
Hệ thống khai thác đợc chuẩn bị bằng cách theo chiều dốc chia khu vực
thành các tầng khai thác và trong mỗi tầng theo phơng chia thành các cột. Việc
khai thác trong mỗi cột của tầng đợc thực hiện bằng cách đào các lò dọc vỉa
phân tầng bám trụ đến hết chiều dài một cột khai thác. Khoảng cách giữa các lò
dọc vỉa phân tầng phụ thuộc vào khả năng khoan bắn, nổ mìn khai thác ở mỗi lò
dọc vỉa phân tầng. Công tác vận tải, thông gió trong quá trình đào lò dọc vỉa phân
tầng sử dụng các lỗ khoan đờng kính lớn. Việc khai thác trong mỗi cột đợc tiến
hành theo từng dải bằng cách khoan nổ mìn lần lợt từng dải ở mỗi lò dọc vỉa
phân tầng. Than nổ ra ở mỗi dải của lò dọc vỉa phân tầng tự trợt trên trụ vỉa
xuống chân buồng, đợc rót lên thiết bị vận tải chân và đa ra ngoài. Công suất
khai thác khu vực đạt 5,0 ữ 6,0 nghìn tấn/năm, năng suất lao động phân xởng 8
ữ 15 tấn/công, tổn thất than 35 ữ 45%. Cơ giới hoá quá trình khai thác bằng cách
sử dụng các máy com bai đào lò chuẩn bị hoặc sử dụng thuỷ lực để khai thác. Sơ

đồ công nghệ khai thác xem hình II.4.
1m
50 m
Lò dọc vỉa thông gió
3m
2m
30 ữ 40m
6 ữ 8m
Lỗ khoan khai thác
Lỗ khoan thợng
Phỗng tháo than
Lò dọc vỉa phân tầng
Lò dọc vỉa vận tải
Lò dọc vỉa thông gió
Lỗ khoan khai thác
6

ữ

8

m


>

3
5

M

v
6

ữ

8

m


4

ữ

6

m
6

ữ

8

m
4

ữ

6

m
3
0

ữ

4
0

m
4ữ6m 6 ữ 8m 6 ữ 8m
a
a
Lò dọc vỉa phân tầng
Lò dọc vỉa phân tầng
Lò dọc vỉa phân tầng
Lò dọc vỉa phân tầng
Thợng chia cột
Lò dọc vỉa vận tải
mặt cắt a - a
Hình II.4. Sơ đồ công nghệ khai thác bằng lò dọc vỉa phân tầng kết hợp với máy
khoan đờng kính lớn (PSO)

+ Sơ đồ công nghệ cơ giới hoá lò dọc vỉa phân tầng sử dụng máy combai
đào lò: Công tác chuẩn bị khai thác đợc tiến hành bằng cách từ lò dọc vỉa vận
tải đào cặp thợng trung tâm cách nhau 10 ữ 20 m nối thông với lò dọc vỉa thông
gió. Sau đó từ thợng trung tâm mở các lò dọc vỉa phân tầng cách nhau 6,0 ữ 8,0
m tới biên giới khai thác của khai trờng. Công tác đào lò và khấu than hạ trần
đợc thực hiện bằng các máy com bai đào lò. Việc di chuyển máy combai giữa
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
23
các phân tầng đợc thực hiện bằng cách thi công các thợng chéo giữa các phân
tầng đảm bảo cho máy khấu có thể tự di chuyển đợc (hình II.5).
5
ữ
6m
Sơ đồ hệ thống khai thác sử dụng 2 máy combai
Sơ đồ hệ thống khai thác sử dụng 4 máy combain
A
10 m
10 m
Mặt cắt A - A
c
c
5
ữ
6m5
ữ
6m
A
C
Mặt cắt b - b Mặt cắt c - c
5 - 6m
>
3
5

Máy đào lò
Hình II.5. Sơ đồ công nghệ cơ giới hoá lò dọc vỉa phân tầng sử dụng máy combai

đào lò

+ Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng lỗ khoan dài: Tại các
nớc nh: Nga, Thụy Điển, Pháp, Trung Quốc, Ba Lan đã tiến hành khai thác
các vỉa than dày dốc đứng theo sơ đồ hệ thống phá nổ dọc vỉa phân tầng bằng các
lỗ khoan dài. Trong công nghệ này, theo đờng phơng vỉa, khoáng sàng than
đợc chia thành các cột khai thác bởi các lò thợng cột đào bám trụ vỉa. Trong
phạm vi mỗi cột khai thác, đào các lò dọc vỉa phân tầng cách nhau 8 ữ 30 m.
Trình tự khai thác khấu giật từ biên giới về lò thợng và theo các phân tầng từ
trên xuống dới. Công tác khấu than thực hiện bằng việc nổ các lỗ mìn dài đợc
khoan từ lò dọc vỉa phân tầng. Than phá nổ đợc cơ giới hóa xúc bốc lên thiết bị
vận tải ở lò dọc vỉa để vận chuyển ra lò thợng cột phía trớc. Công nghệ khai
thác trên đơn giản, cho sản lợng và năng suất cao, hiệu quả lớn, nhng phức tạp
trong vấn đề nạp nổ. Tại Thụy Điển ngời ta dùng hơi ép nạp thuốc nổ dạng bột
vào trong lỗ khoan. Tại Ba Lan và Pháp, sử dụng các giải pháp và phơng tiện
nạp mìn đặc biệt cho các lỗ khoan dài. ở Trung Quốc tiến hành nạp mìn bằng
phơng pháp thủ công. Tại Ba Lan hiện nay đã áp dụng phổ biến công nghệ khai
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ cơ giới hoá khai thác các vỉa dày, dốc trên 45 tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
Viện Khoa học công nghệ Mỏ - TKV
24
thác sử dụng lỗ khoan dài đối với các vỉa dốc và cơ giới hoá hoàn toàn từ khâu
đào chống lò chuẩn bị đến việc khoan, nạp nổ mìn và chống tăng cờng lò chuẩn
bị. Công nghệ khai thác phá nổ dọc vỉa phân tầng sử dụng lỗ khoan dài đợc áp
dụng cho các vỉa than dày 3,5 ữ 10 m, góc dốc > 35, nhng hiệu quả khi vỉa
có chiều dày 3,5 ữ 6,0 m; góc dốc > 35; đá vách vỉa bền vững trung bình đến
bền vững. Công nghệ khai thác này thích ứng đợc với điều kiện địa chất mỏ
phức tạp.
Ưu điểm của hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng là năng suất lao động
cao (tăng 1,5 ữ 2,5 lần so với khai thác chia lớp nghiêng), chi phí gỗ thấp. Nhợc
điểm của hệ thống khai thác là khối lợng chuẩn bị lớn, tổn thất than cao (tới

50%), nguy cơ cháy nội sinh cao ở các vỉa than có tính tự cháy. Sơ đồ công nghệ
khai thác xem hình II.6.
Lò dọc vỉa đá
Lò thợng cột
Lò thợng vận tải, thông gió
Lò DV phân tầng
Lò DV phân tầng
Lò dọc vỉa đá
Lò DV thông gió
Lò DV vận tải
mặt cắt a - a
8

ữ
3
0

m
8

ữ
3
0

m
M
v
8 ữ30 m8 ữ 30 m
Lò dọc vỉa đá
Lò DV phân tầng

Lò DV phân tầng
Lò DV vận tải
Lò DV đá
Lò XV đá
Lò DV thông gió
Lò DV đá
Lò XV đá
A
80 ữ120 m
100 ữ150 m
300 ữ600 m
A


Hình II.6. Sơ đồ công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng sử dụng lỗ khoan dài
I.1.3. Hệ thống khai thác bằng dàn chống cứng
Công nghệ khai thác bằng dàn chống cho các vỉa than dốc đã đợc áp dụng
rộng rãi tại các nớc thuộc SNG và các nớc khác nh: Bungari, Tiệp khắc, Ba Lan,
Triều Tiên, Trung Quốc, v.v. Công tác chuẩn bị tiến hành chia tầng khai thác thành
các cột khấu theo độ dốc. Phía trên các cột khấu lắp đặt dàn chống tạo thành mặt
phẳng chống đỡ đất đá phía trên để công nhân làm việc dới dàn. Dàn dịch
chuyển theo độ dốc từ lò thông gió xuống lò vận tải của tầng. Vỉa than đợc khấu
hết toàn bộ chiều dày cùng một lúc. Chiều dài của cột khấu theo chiều cao của