Thong tin ve ket qua cua la

THƠNG TIN TĨM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI
CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài luận án: "Nghiên cứu công nghệ khoan ngang hợp lý để tháo khí Mêtan ở mỏ than
hầm lò vùng Mạo Khê"
Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí

Mã số: 62.52.06.04

Họ và tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Trần Tuân

Khóa đào tạo: 2006 - 2011

Họ và tên cán bộ hướng dẫn: 1. PGS. TS Trần Đình Kiên, 2. TS Nguyễn Xuân Thảo
Tên cơ sở đào tạo: Trường đại học Mỏ - Địa chất

TÓM TẮT NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN:

1. Mỏ than Mạo Khê thuộc loại mỏ nguy hiểm về khí Mêtan với độ thốt khí
tương đối là 15,58 m3/T.ng.đ. Q trình thốt khí Mêtan đồng hành cùng quá trình
khai thác và diễn biến phức tạp phụ thuộc vào loại lị, cơng nghệ khai thác; đặc điểm
cấu trúc vỉa than, cấu trúc đá bao quanh, độ thẩm thấu và đặc điểm tàng trữ khí trong
vỉa than, trong đá bao quanh. Vì vậy, việc nghiên cứu lựa chọn phương pháp tháo khí
phù hợp với điều kiện địa chất, điều kiện khai thác ở mỏ Mạo Khê để đảm an tồn
trong khai thác và bảo vệ mơi trường là việc cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn.
2. Đề tài là cơng trình nghiên cứu khoa học đầu tiên ở Việt Nam đề cập đến
lĩnh vực công nghệ khoan ngang nhằm mục đích tháo khí Mêtan ở mỏ than khai thác
hầm lò. Kết quả nghiên cứu của luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong việc
giảm thiểu nguy cơ cháy nổ khí Mêtan cũng như ơ nhiễm mơi trường do khí Mêtan
gây ra.
3. Lựa chọn phương pháp khoan xoay - đập bằng thiết bị khoan xoay - đập

RPD-130SL-F2W và bộ ống mẫu luồn PS-89 để khoan các lỗ khoan ngang dài tháo
khí mê tan là hợp lý, phù hợp với điều kiện khai thác mỏ và nhu cầu tháo khí hiện tại
ở mỏ Mạo Khê.
Kết quả nghiên cứu thử nghiệm trong điều kiện thực tế ở mỏ Mạo Khê cho
thấy tốc độ cơ học khi khoan các lỗ khoan ngang tháo khí bằng thiết bị khoan xoay đập RPD-130SL-F2W và bộ ống luồn PS-89 tăng trung bình từ 1,45 đến 1,7 lần và
năng lượng phá hủy đá giảm trung bình từ 70% đến 51% so với khoan xoay trong


cùng một điều kiện đất đá, cùng chế độ khoan nhưng không sử dụng tần số đập của cơ
cấu đập.
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thử nghiệm trong điều kiện thực tế, tác giả đã
lựa chọn chế độ công nghệ khoan xoay - đập hợp lý bằng thiết bị khoan xoay- đập
RPD-130SL-F2W và bộ ống mẫu luồn PS-89 để khoan các lỗ khoan ngang tháo khí
trong điều kiện mỏ Mạo Khê như sau: tải trọng chiều trục truyền cho mũi khoan nằm
trong khoảng Po = 9000N - 11000N; tốc độ quay cột cần khoan n = 170v/ph 190v/ph; lưu lượng nước rửa Q = 50 - 60l/ph; tần số đập nđ = 1000 - 1200lần/ph, khi
khoan đá cát kết, đồng nhất, hạt nhỏ mịn cấp VIII-IX, Ps= 5000 -7000MPa và khi
khoan trong đá bột kết đồng nhất cấp VII-VIII , Ps= 2000 -3000MPa, tải trọng chiều
trục Po truyền cho mũi khoan nằm trong khoảng từ 7000N- 9000N và tương ứng với
giá trị vòng quay n = 160v/ph – 180v/ph; tần số đập nđ = 900 - 1100lần/ph.
4. Hiệu suất tháo khí Mêtan ở lị chợ vỉa than 9Đ mỏ Mạo Khê bằng các lỗ
khoan ngang trung bình đạt 36,2%. Do đó đã tăng hiệu quả sử dụng thời gian khai
thác từ 5% - 10%, dẫn tới sản lượng khai thác than ở lò chợ cũng tăng đến 33,4%.
Đồng thời chi phí cho thơng gió lị chợ giảm 30,4% so với trước khi áp dụng hệ thống
tháo khí.


SUMMARY INFORMATION ON INNOVATIONS OF THESIS
Research title: Study on reasonable horizontal drilling technology to recover Methane gas in
Mao Khe underground coal mine.
Major: Petroleum Engineering

Code: 62.52.06.04

PhD Student: Nguyen Tran Tuan

Training course: 2006 - 2011

Supervisors:
1. Assoc.Prof.Dr.Tran Dinh Kien,
2. Assoc.Prof.Dr.Nguyen Xuan Thao
Traning Facility: Hanoi University of Mining and Geology

SUMMARY OF NEW CONCLUSIONS OF THESIS:

1. Mao Khe Coal Mine is a dangerous mine having relatively Methane
drainage up to 15,58 m3/T.day. Methane drainage process is a complicated process
asscociating with mining process and depending on the type of furnace, mining
technology, coal layer structural characteristics, surrounded rock structure,
permeability and storage characteristic of gas in the coal layer and surrounded rock.
Therefore, the research on appropriate Methane gas drainage method in Mao Khe
Coal Mine to ensure safety in mining and environmetal protection is necessary and
having practical and scientific significance
2. This project is the first scientific research in VietNam refering to horizontal
drilling technology to drain the Methane gas in underground coal furnace. The results
of this thesis have scientific and practical significane in reducing the risk of the
Methane explosion as well as environmetal pollution caused by Methane gas
3. Selection of rotary – percussive drill method with RPD-130SL-F2W rotary –
percussive drilling equipment and PS-89 wireline barrel to drill the horizontal hole for
Methane drainage is reasonably, consistent with the conditions of mining and
Methane drainage demand in the Mao Khe mine.

Results of experimental research in real condition in the Mao Khe mine shows
that the penetration rate in Methane gas drainage horizontal drill with RPD-130SLF2W rotary – percussive drilling equipment and PS-89 wireline barrel averagely
increases from 1,45 to 1,7 times and rock disintegrative energy averagely decreases


from 70% to 51% when compared with rotary drilling method in the same conditions
about rock characteristic, drilling regime
According to results of experimental research in real condition, the author has
selected reasonable drilling regime by RPD-130SL-F2W rotary – percussive drilling
equipment and PS-89 wireline barrel to drill the horizontal hole for Methane gas
drainage in the Mao Khe mine condition as follow: weight on bit Po = 9000N 11000N; rotation per minute n = 170 rpm – 190 rpm; flow rate Q = 50 - 60litter per
minutes; percussive frequency nđ = 1000 – 1200 times per minutes when drilling in
homogeneous sandstone with fine particles levels VIII - IX, Ps = 5000 - 7000MPa and
when drilling in homogeneous siltstone with level VII - VIII, Ps = 2000 - 3000MPa,
weight on bit Po = 7000N - 9000N and corresponding rotation per minute value n =
160rpm – 180rpm; percussive frequency nđ = 900 – 1100 times per minutes.
4. The efficiency of Methane gas at 9D longwall furnace in Mao Khe mine
with horizontal drilling holes averaged 36,2%. This leads to increase mining
efficiency from 5% to 10% and mining yield to 33,4%. Besides, the cost for longwall
furnace ventilation decreased down to 30,4%.