Giáo trình công nghệ khai thác than hầm lò

vũ đình tiến , trần văn thanh

công nghệ
khai thác than
hầm lò

hà nội - 2005


vũ đình tiến , trần văn thanh

công nghệ
khai thác than
hầm lò

hà nội - 2005


Vũ Đình Tiến , Trần Văn Thanh

công nghệ
khai thác than
hầm lò

Hà Nội - 2005


lời nói đầu

Giáo trình "Công nghệ khai thác than hầm lò" được biên soạn dựa trên đề
cương môn học của ngành Khai thác Mỏ đà được Bộ môn Khai thác Hầm lò thông

qua.
Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đà tích cực tham khảo những kinh
nghiệm quý báu kinh qua hơn hai mươi năm giảng dạy môn học này của các thày
giáo trong bộ môn Khai thác Hầm lò. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng tham khảo một
cách chọn lọc một số giáo trình tương ứng của nước ngoài, với mục đích giới thiệu
các kỹ thuật và công nghệ tiên tiÕn cđa thÕ giíi, cã triĨn väng ¸p dơng phï hợp với
các điều kiện khai thác than hầm lò ở Việt Nam.
Giáo trình này nằm trong chuỗi các môn học dùng để giảng dạy cho sinh
viên chính ngành Khai thác Mỏ, nhưng cũng có thể là tài liệu tham khảo bổ ích
cho sinh viên của các chuyên ngành khác có liên quan.
GVC. KS Vũ Đình Tiến biên soạn các chương I, II, III, IV, VII, VIII, X vµ
XI. GVC. TS Trần Văn Thanh biên soạn các chương V, VI, IX, XII và XIII.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy giáo của Bộ môn Khai thác Hầm
lò, đặc biệt là PGS. TS. Đặng Văn Cương và TS Nguyễn Anh Tuấn, những người
đà dành nhiều thời gian và tâm sức để góp ý thiết thực cho bản thảo của giáo trình
này.
Dù sao, đây vẫn là lần xuất bản đầu tiên, không thể tránh khỏi những khiếm
khuyết, chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp hữu ích của bạn đọc.

Hà Nội, ngày 3 tháng 6 năm 2005
Các tác giả


3

phần thứ nhất
khái niệm chung về các quá trình sản xuất trong
khai thác than hầm lò
Chương 1 : Lịch sử và hướng phát triển công nghệ
khai thác than hầm lò

1.1. Khái niệm về quy trình công nghệ khai thác than hầm lò
Quy trình công nghệ khai thác là một tập hợp của nhiều khâu công tác, cần
phải thực hiện theo một trình tự thời gian và không gian nhất định để lấy được
khoáng sản có ích.
Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò có thể được hiểu theo nghĩa rộng
và theo nghĩa hẹp. Theo nghĩa rộng, đó sẽ là tập hợp các quá trình mở vỉa và chuẩn
bị ruộng than, quá trình khấu than trong các gương khai thác, quá trình vận tải than
lên mặt đất và hàng loạt các vấn đề khác như sàng tuyển than, thông gió mỏ, thoát
nước, cung cấp vật liệu, máy móc thiết bị và năng lượng, các quá trình công nghệ
trên mặt bằng công nghiệp và v.v... Theo nghĩa hẹp thì đó chỉ là tập hợp các công
việc chuẩn bị và khai thác, cần được thực hiện trong một khu khai thác. Trong phạm
vi giáo trình này, chủ yếu chúng ta sẽ xem xét những vấn đề trong nghĩa hẹp nói
trên.
Quy trình công nghệ khai thác than ở lò chợ được chia thành các công tác
chính và các công tác phụ. Các công tác chính là các khâu tách than khỏi khối
nguyên ban đầu, phá vỡ than đến cỡ hạt cần thiết, xúc bốc và vận tải than, chống
giữ lò chợ và điều khiển áp lực mỏ. Các công tác phụ bao gồm việc di chuyển thiết
bị vận tải theo tiến độ của gương lò chợ, cung cấp vật liệu, máy móc, thiết bị, năng
lượng vào lò chợ, thông gió, chống bụi, thoát nước, chiếu sáng, thông tin liên lạc...
Như vậy, với các dạng công nghệ khai thác than khác nhau, sẽ có các tập hợp các
công tác chính và phụ khác nhau, tức là các quy trình công nghệ khai thác than
khác nhau.
Công nghệ khai thác than hầm lò có thể được chia thành bốn dạng chính. Đó
là công nghệ thủ công, công nghệ bán cơ khí hoá, công nghệ cơ khí hoá toàn bộ và
công nghệ tự động hoá. Trong dạng công nghệ thủ công, hầu hết các khâu công tác
chính đều phải thực hiện bằng sức người; còn ở công nghệ bán cơ khí hoá thì máy
móc đà làm thay con người ở một số công tác chính và khi ứng dụng công nghệ tự
động hoá, thì có thể loại trừ sự có mặt thường xuyên của con người trong lò chợ.
1.2. Các giai đoạn phát triển của công nghệ khai thác than hầm lò

Để thấy rõ lịch sử phát triển công nghệ khai thác than hầm lò trên thế giới từ
đầu thế kỷ XX đến nay, chúng ta phải xem xét các bước phát triển của công nghiệp
than ở các nước sản xuất nhiều than và có trình độ công nghiệp tiên tiến trên thế
giới, đó là các nước châu Âu, Bắc Mỹ, úc, Trung Quốc... Qua đó, có thể thấy
những giai đoạn phát triển công nghệ khai thác than hầm lò như sau:
Giai đoạn I - Từ đầu thế kỷ XX đến trước đại chiến thế giới lần thứ hai:
Trình độ cơ khí hoá sản xuất còn ở mức thấp, nhiều khâu công nghệ phải thao tác
thủ công, nhất là ở các khâu chống lò và điều khiển áp lực mỏ. Trong giai đoạn này


4

cũng có chế tạo và cải tiến một số loại máy đánh rạch, máy liên hợp khấu than và
đào lò..., nhưng trong lĩnh vực tự động hoá vẫn chưa áp dụng được gì.
Giai đoạn II - Từ sau đại chiến thế giới lần thứ hai đến năm 1960: Tiếp tục
nghiên cứu và áp dụng cơ khí hoá các quá trình sản xuất, nhưng việc cơ khí hoá
chưa đồng bộ, mới chỉ dừng ở từng khâu công tác riêng biệt. Trong lĩnh vực tự động
hoá đà nghiên cứu thành công các hệ thống điều khiển từ xa một số thiết bị riêng lẻ,
tự động hoá một số thiết bị cố định.
Giai đoạn III - Từ 1960 đến 1980: Có những thay đổi căn bản về chất lượng
khai thác than hầm lò. Chế tạo thành công và áp dụng rộng rÃi nhiều loại tổ hợp
thiết bị cơ khí hoá toàn bộ việc khấu than, do đó sản lượng và chiều sâu khai thác
của các mỏ than tăng lên rõ rệt. Công nghệ đào lò cũng được cơ khí hoá toàn bộ đÃ
làm tăng tốc độ đào lò. Nhiều nơi đà áp dụng trục tải nhiều cáp ở giếng đứng. Việc
tự động hoá cũng dần dần đi vào đồng bộ và có ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất.
Một số thiết bị lẻ và tổ hợp không thích hợp với chế độ tự động hoá dần dần được
thay thế bằng các loại thiết bị mới.
Giai đoạn IV - Từ 1980 đến nay: Cùng với sự phát triển vũ bÃo của nhiều
ngành công nghiệp, đặc biệt là sự phát triển mÃnh liệt của kỹ thuật điện tử và công
nghệ tin học, công nghệ khai thác than hầm lò đang chuyển biến dần về chiều sâu.

Nhiều dây chuyền sản xuất tự động hoá, do được kiểm soát chặt chẽ, đà hoạt động
ổn định và đem lại hiệu quả cao. Quá trình khai thác than đà và đang được gắn liền
với việc đảm bảo điều kiện lao động an toàn cho thợ mỏ và bảo vệ môi trường thiên
nhiên.
1.3. Hướng phát triển của công nghệ khai thác than hầm lò
Xu hướng phát triển của ngành khai thác than hầm lò ở các nước tiên tiến
trên thế giới bao gồm:
- Tạo ra trong tương lai một dây chuyền công nghệ liên tục duy nhất, cơ khí
hoá toàn bộ và tự động hoá để khai thác và vận chuyển than từ các gương lò chợ
đến toa xe lửa hoặc bunke nhận than của nhà máy tuyển trên mặt ®Êt ;
- Lùa chän ®óng ®¾n møc ®é tù ®éng hoá theo sự hợp lý về kinh tế cho từng
điều kiện cụ thể và theo yêu cầu đảm bảo an toàn lao động đến mức cao nhất ;
- Tập trung hoá việc điều khiển và kiểm tra công tác của các khu vực và
thiết bị sản xuất chủ yếu của mỏ hầm lò nhằm nâng cao tính linh hoạt trong việc
điều khiển sản xuất, giảm thời gian chết của thiết bị, giảm số công nhân điều khiển
máy móc, thiết bị ;
- Cải tiến hệ thống khai thác nhằm tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho
việc cơ khí hoá toàn bộ và tự động hoá ;
- Gắn chặt quá trình khai thác than với nhiệm vụ bảo vệ môi trường để duy
trì sự phát triển bền vững.
1.4. Tình hình và hướng phát triển của ngành than hầm lò ở Việt Nam
Điều kiện địa chất ở các vùng than nước ta hiện nay có đặc điểm nổi bật là
địa hình đồi núi, thích hợp cho khai thác lộ thiên. Do đó, tỷ trọng của sản lượng
than khai thác bằng phương pháp hầm lò so với tổng sản lượng than khai thác hàng
năm chỉ chiếm khoảng 30-35 %.


5

Hiện nay, ngành khai thác than hầm lò Việt Nam còn khá lạc hậu so với các

nước tiên tiến. Công nghệ khấu than và đất đá ở các gương lò khai thác và gương lò
chuẩn bị chủ yếu là thủ công kết hợp với công tác khoan nổ mìn. Trong các gương
lò chợ dài các công tác nặng nhọc và tốn thời gian như chống lò, điều khiển áp lực
mỏ... vẫn phải thao tác thủ công.
Tuy nhiên, cho đến nay ngành than hầm lò của nước ta đà cơ khí hoá và bán
cơ khí hoá được nhiều khâu công nghệ quan trọng của các mỏ. Việc vận tải than
trong hầm lò và ngoài mặt bằng đà được cơ khí hoá hoàn toàn, hầu hết các mỏ hầm
lò đà được trang bị đầu tầu điện và goòng 1 đến 3 tấn, hoạt động trên cỡ đường 600
đến 900 mm. Nhiều mỏ đà lắp đặt thành công hệ thống băng tải bán tự động và tự
động để vận chuyển than trong giếng nghiêng và trên mặt bằng. Nhiều loại máy và
thiết bị cố định chuyên dùng đà được cơ khí hoá và tự động hoá.
Trong những năm 70 của thế kỷ trước ở mỏ Vàng Danh đà đưa máy liên hợp
và vì chống đơn bằng thép vào khai thác thí điểm trong lò chợ, song do nhiều
nguyên nhân khách quan cuộc thử nghiệm đó chưa đạt tới kết quả mong muốn. Vài
năm gần đây, nhiều mỏ hầm lò đà đưa vào áp dụng thành công vì chống thuỷ lực
đơn và vì chống tổ hợp kiểu giá thuỷ lực di động trong lò chợ, các chỉ tiêu kinh tếkỹ thuật của lò chợ đà được cải thiện đáng kể. Đặc biệt, tại mỏ Khe Chàm đà áp
dụng thành công phương pháp khấu than bằng máy liên hợp, sản lượng của lò chợ
đà được nâng lên hơn hai lần so với phương pháp khoan nổ mìn.
Trong tương lai gần, cùng với việc nâng cao tổng sản lượng khai thác than, tỷ
trọng sản lượng khai thác hầm lò sẽ gia tăng và có thể lên tới 50%. Do đó, muốn
đáp ứng được yêu cầu về sản lượng và cải thiện được các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật,
ngành khai thác than hầm lò cần được phát triển theo các hướng sau đây :
- Cải tạo những mỏ cũ và xây dựng một số mỏ mới theo hướng tăng sản
lượng và tập trung hoá sản xuất ;
- Ưu tiên áp dụng các hệ thống khai thác có gương lò chợ dài cùng với việc
đầu tư hợp lý để cơ khí hoá các khâu công tác chính trong lò chợ. Nghiên cứu và
dần dần áp dụng công nghệ bán cơ khí hoá và cơ khí hoá vào các gương lò ngắn ;
- Nâng cao tốc độ đào các đường lò mở vỉa và chuẩn bị trên cơ sở áp dụng
các loại máy và thiết bị đào lò có năng suất cao và hoàn thiện việc tổ chức công tác
đào lò ;

- Nâng cao năng lực vận tải trong hầm lò bằng cách thay goòng 1 tấn với cỡ
đường 600 mm bằng goòng 3 đến 5 tấn với cỡ đường 900 mm, chú ý phát triển các
phương tiện vận tải liên tục, chủ yếu là các tuyến băng tải ;
- Gắn liền sự phát triển khai thác than với công tác bảo vệ môi trường thiên
nhiên .
Chương 2 : những nguyên tắc chung của công nghệ
khai thác than hầm lò

2.1. Tăng cường độ và tập trung hoá sản xuất
Tăng cường độ sản xuất ở mỏ là toàn bộ các biện pháp kỹ thuật và tổ chức
nhằm nâng cao sản lượng trong một đơn vị thời gian của lò chợ, của tầng, của
khoảnh, của cánh hay của vỉa trong ruộng má.


6

Việc tăng cường độ khai thác cho phép cải thiện các chỉ tiêu chính của các
công tác mỏ, mà trước hết là các chỉ tiêu về năng suất lao động của công nhân và
giá thành khai thác.
Không nên nhầm lẫn hai khái niệm "tăng cường độ" và "tập trung hoá" trong
sản xuất. Công tác mỏ có thể tiến hành với cường độ cao, nhưng không tập trung,
tức là tiến hành đồng thời trên một số vỉa, một số cánh, một số tầng hay khoảnh và
trong nhiều lò chợ.
Tập trung hoá sản xuất ở mỏ là tập trung mức độ khai thác khoáng sản trong
các xí nghiệp riêng biệt hay trong các khâu của chúng về mặt thời gian (giảm số ca
sản xuất và số giờ làm việc) và về mặt không gian (giảm số đơn vị sản xuất: giảm
số lò chợ, giảm số khu khai thác...).
Các chỉ tiêu cơ bản của tập trung hoá là sản lượng của mỏ, sản lượng của lò
chợ và chỉ tiêu tập trung hoá về mặt không gian.
Cường độ khấu than được tính theo công thức:

ik = A
L lc
trong đó: A - Sản lượng của mỏ trong một đơn vị thời gian, tấn;
Llc - Tổng chiều dài trung bình của các gương lò chợ hoạt động trong
thời gian đó, m.
Cường độ vận tải được tính theo công thức:
A
ivt =
L vt
trong đó: Lvt - Tổng chiều dài hoạt động trung bình của các lò vận tải.
Chỉ tiêu mức độ tập trung về không gian của các công tác mỏ có thể được
tính theo công thức:
L
itk = lc
L vt
Giữa tập trung hoá và tăng cường độ sản xuất có quan hệ như sau: việc tăng
cường độ khai thác, tức là tăng sản lượng trong một đơn vị thời gian trong khi các
điều kiện khác gần như nhau, sẽ đưa đến nâng cao sự tập trung. Do đó, việc tăng
cường độ có thể xem như là một biện pháp để đạt được sự tập trung hoá.
Việc tăng cường độ và tập trung hoá có thể được thực hiện bằng các biện
pháp sau: tạo nên kỹ thuật và công nghệ mới có hiệu quả hơn; sử dụng tốt hơn các
máy móc, thiết bị khai thác và vận tải hiện có; giảm bớt sự ảnh hưởng của các yếu
tố địa chất; nâng cao độ tin cậy và độ bền của các loại máy và thiết bị hiện có; cải
tiến tổ chức lao động.
2.2. Tính nhịp nhàng và liên tục
Tính nhịp nhàng trong sản xuất là một yêu cầu công nghệ tất yếu cho công
tác của xí nghiệp mỏ, nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật cao và ổn định.
Tính nhịp nhàng trong công tác của mỏ hầm lò nói chung và của từng khâu công
nghệ nói riêng là sự tuân thủ nghiêm túc các chế độ khai thác, vận hành đà định
trước trong một khoảng thời gian nhất định, để hoàn thành nhiệm vụ sản xuất.

7

Tính nhịp nhàng trong khi hoàn thành các quy trình sản xuất cho phép loại
trừ các loại gián đoạn trong công tác, vì không đáp ứng được việc cung cấp vËt liƯu
vµ phơ tïng thay thÕ; viƯc tiÕn hµnh sưa chữa thiết bị theo đúng thời hạn quy định sẽ
loại bỏ các sự cố, cũng như sự mất ổn định trong lúc vận hành và do đó nâng cao
tính an toàn trong công tác. Tính an toàn càng được nâng cao khi tăng cường độ và
tập trung hoá sản xuất.
Giữa phương tiện cơ khí hoá mới và hình thức tổ chức lao động mới có một
mối liên hệ hết sức chặt chẽ. Thí dụ, công nghệ khấu than thủ công, cũng như công
nghệ khấu than bán cơ khí hoá thích hợp với hình thức tổ chức lao động theo chu
kỳ, tức là các quá trình sản xuất của việc khấu than được tiến hành nối tiếp với các
quá trình phụ phi sản xuất. Đối với công nghệ cơ khí hoá toàn bộ thì lại cần chuyển
sang hình thức tổ chức lao động theo dây chuyền liên tục. Hình thức này đặc trưng
bằng sự phối hợp chặt chẽ về thời gian tất cả các quá trình sản xuất chính và phụ.
Vì vậy, tính nhịp nhàng và liên tục là điều kiện thiết yếu để thực hiện cơ khí
hoá toàn bộ và tự động hoá sản xuất ở mỏ.
Trong khai thác than, nguyên tắc cơ bản của phương pháp liên tục (tính liên
tục của việc khấu than ở gương lò chợ) có thể biểu thị bằng hệ số liên tục:
Tk
klt =
Tck
trong đó : Tk - Thêi gian khÊu than trong mét chu kỳ;
Tck - Thời gian của một chu kỳ lò chợ.
2.3. Tính ít công đoạn trong quá trình sản xuất
Một trong các yêu cầu cơ bản đối với công nghệ khai thác than hợp lý là
giảm số bước công nghệ, mà chủ yếu là nhờ sự thay đổi về chất của các đặc điểm
công nghệ khai thác than.

ở các sơ đồ công nghệ phức tạp, có nhiều công đoạn thì phải dùng nhiều loại
máy móc, thiết bị và dụng cụ khác nhau, lại cần có những công nhân lành nghề, cần
nhiều quá trình và công đoạn phi sản xuất, khó phối hợp một cách rõ ràng để hoàn
thành các quá trình và công đoạn. Từ đó thường dẫn đến sự ngừng trệ trong sản xuất
và gây trở ngại cho việc tổ chức lao động theo phương pháp dây chuyền liên tục.
Do đó, công nghệ hoàn thiện phải dựa trên cơ sở sơ đồ công nghệ có ít quá
trình và công đoạn nhất và ít những chi phí sản xuất. Ưu điểm của sơ đồ công nghệ
ít công đoạn là: đầu tư cơ bản để mua thiết bị ít, số người làm việc trong dây chuyền
ít, dễ tổ chức thực hiện các công đoạn của dây chuyền phối hợp về thời gian, cải
thiện được điều kiện an toàn lao động, tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc tự động
hoá dây chuyền công nghệ.
2.4. Tính linh hoạt
Tính linh hoạt của dây chuyền công nghệ là khả năng thích ứng của nó với
sự thay đổi của các điều kiện khách quan. Các điều kiện tự nhiên của hoạt động
khai thác mỏ luôn luôn biến động, thí dụ chiều dày, góc dốc của các vỉa than, lượng
đá kẹp trong vỉa, tính chất của đá vách và đá trụ v.v... Do đó, tính linh hoạt là một
yêu cầu không thể thiếu đối với dây chuyền công nghệ khai thác mỏ, để đảm bảo nó
hoạt động ổn định và có hiệu quả.


8

Bên cạnh sự linh hoạt, thích ứng với điều kiện tự nhiên, dây chuyền công
nghệ còn phải linh hoạt với những sự thay đổi của nhu cầu sản xuất. Thí dụ: có khả
năng gia tăng cường độ khai thác; có khả năng thay đổi tỷ lệ than củ, than cám; có
khả năng khấu chọn để giảm độ tro v.v...
2.5. Tính an toàn
Cơ khí hoá toàn bộ và tự động hoá sản xuất chẳng những loại bỏ lao động
thủ công nặng nhọc, mà còn đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiƯp tèt vµ hoµn
toµn an toµn cho ng­êi trùc tiÕp làm việc trong mỏ.

An toàn lao động khi cơ khí hoá toàn bộ và tự động hoá khai thác than đạt
được trước hết là do có thể loại trừ một phần, hoặc toàn bộ sự có mặt của con người
ở chỗ trực tiếp sản xuất của các quy trình công nghệ chính và phụ. Mặt khác, cơ khí
hoá toàn bộ và tự động hoá sản xuất đảm bảo sự kiểm tra các hoạt động của máy
móc và thiết bị một cách rõ ràng và tin cậy, đồng thời đảm bảo giữ đúng chế độ vận
hành tối ưu các thiết bị, do đó loại trừ được các sự cố, loại trừ được khả năng mất ổn
định và càng tạo điều kiện an toàn hơn cho sản xuất ở mỏ.
2.6. Tính kinh tế
Tính kinh tế của dây chuyền công nghệ được đánh giá bằng năng suất lao
động của công nhân (trong lò chợ, ở lò chuẩn bị, trong khu khai thác và trong toàn
mỏ), giá thành khai thác khoáng sản, vốn đầu tư cơ bản cần thiết và thời hạn thu hồi
vốn.
Rõ ràng cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao
vì đảm bảo năng suất lao động cao và hạ giá thành sản phẩm.
Chương 3 : những đặc điểm công nghệ của các vỉa than
và đá mỏ

3.1. Sự dịch chuyển của địa tầng khi khai thác than
Các quá trình khai thác than gây ra sự biến dạng của đá vách. Sự biến dạng
có thể biểu hiện ở dạng dịch chuyển của đá mà không bị phá huỷ, cũng có thể ở
dạng nứt nẻ và đứt gẫy. Với các kích thước lớn của khoảng trống đà khai thác, quá
trình dịch chuyển phát triển tới mặt đất. Ban đầu, các lớp đá nằm ngay trên vỉa than
bị phá huỷ, sau đó xảy ra sự đứt gẫy của các lớp đá vách nằm trên theo mức độ phát
triển của công tác khấu than.
Theo hướng từ khoảng trống đà khai thác lên phía trên, trong địa tầng có thể
phân biệt ba vùng, đặc trưng các mức độ phá huỷ của đá mỏ khác nhau: sập đổ, uốn
võng cùng với sự rạn nứt và uốn dẻo mà không bị phá huỷ.
Trong vùng sập đổ, sự dịch chuyển của các tảng và khối đá rời rạc xảy ra
theo từng chu kỳ, cùng với tiến độ của gương lò chợ. Với diện bóc lộ lớn, chiều cao
của vùng này đạt 24 lần chiều dày của vỉa. Khi điều khiển đá vách bằng phương

pháp chèn lò toàn phần, thì có thể không xuất hiện vùng sập đổ của đá. Đồng thời
với quá trình dịch chuyển của đá, ứng suất trong địa tầng bị phân bố lại, xuất hiện
vùng ứng suất cao (áp lực tựa) và vùng ứng suất thấp (áp lực suy giảm). Nguyên


9

nhân gia tăng ứng suất là sự treo của các lớp đá bên trên khu khai thác và sự truyền
một phần trọng lượng của chúng vào địa khối ngoài khu khai thác.
Các lớp đá ở trên và dưới khu khai thác nằm trong vùng áp lực mỏ suy giảm.
Theo đặc điểm biến dạng của các lớp đá mỏ và nguyên nhân gây ra dịch
chuyển, trong địa tầng khu khai thác có thể phân biệt ba vùng đặc trưng (Hình 1):
I - vùng dịch chuyển hoàn toàn (áp lực suy giảm); IIa, IIb - vïng n vâng lín nhÊt;
IIIa vµ IIIb - vùng nén ép của đá (áp lực tựa).
A

Hình 1: Sơ đồ dịch chuyển của địa tầng khi khai thác vỉa than

Vùng I được giới hạn bởi các đường chéo dóng từ biên của khu khai thác với
các góc dịch chun hoµn toµn 1 vµ 2. Trong khu vùc nµy có vùng sập đổ của đá
vách 4. Trong khối POQ, sau khi kết thúc dịch chuyển các lớp đá nằm ở vị trí song
song với trạng thái ban đầu.
Vùng áp lực tựa IIIa và IIIb được phân bố từ các đường biên dịch chuyển của
địa tầng trên khu khai thác LB và MF tới các tuyến CD và GH, dóng qua đường
biên của khu khai thác. Giữa vùng dịch chuyển hoàn toàn và vùng áp lực tựa là
vùng uốn võng lớn nhất IIa và IIb.
Trong đá trụ của vỉa hình thành vùng áp lực tựa IVa và IVb, vùng áp lực suy
giảm VI và các vùng nâng nền không đồng đều Va và Vb.
Trong những vùng áp lực tựa đá mỏ bị nén ép (các giản đồ 1), còn ở những
vùng áp lực suy giảm chúng bị kéo dÃn (các giản đồ 2) về phía khu khai thác.

Đường bao ngoài các vùng kể trên tạo thành miền ảnh hưởng của công tác
khai thác ALBKFME.
3.2. Các tính chất công nghệ chủ yếu của đá mỏ
Sự dịch chuyển của địa tầng khi khai thác than gây ra các quá trình vật lý
phức tạp, đặc trưng mối tác động tương hỗ của tập hợp nhiều yếu tố. Những yếu tố
đó phụ thuộc đáng kể vào công nghệ thực hiện các công tác mỏ. Với cùng một địa


10

tầng, quá trình dịch chuyển của các lớp đá có thể rất khác nhau khi khai thác vỉa
bằng gương lò dài và gương lò ngắn, khi bước khấu rộng và hẹp, với các tiến độ
khác nhau của gương, ở những phương pháp điều khiển đá vách khác nhau và v.v...
Tập hợp các tính chất của đá mỏ, quy định hành vi của nó dưới tác động của
các công tác mỏ, được gọi là các tính chất công nghệ. Các tính chất chủ yếu là: độ
bền vững, độ phân lớp, độ nứt nẻ và khả năng sập đổ (phá hoả).
Sự kết hợp các tính chất công nghệ khác nhau của địa tầng vô cùng đa dạng
và nó quyết định sự lựa chọn đúng đắn các quá trình công nghệ khai thác.
3.2.1. Cấu tạo, cấu trúc và sự phân lớp của đá mỏ
Cấu tạo của địa tầng được xác định bởi các điều kiện thành tạo khoáng sàng.
Các khoáng sàng dạng trầm tích thường có đặc điểm phân lớp của các vỉa sét kết,
bột kết, cát kết, đá vôi và v.v... Các tính chất của các loại đá này đà được nghiên
cứu tỷ mỷ ở dạng các mẫu đá, song các tính chất bền và đàn hồi của địa tầng khác
biệt nhiều so với các tính chất của các mẫu đá. Có sự khác biệt này là do cấu trúc và
độ nứt nẻ của các lớp đá. Tất cả các loại đá đều có vô số nứt nẻ, tách biệt địa tầng
thành các khối cấu trúc.
Các tính chất của đá được xác định ở các mẫu, với kích thước nhỏ hơn các
khối cấu trúc, không thể đặc trưng cho các tính chất của địa tầng. Chính vì vậy, để
nhận biết các tính chất của địa tầng, cần phải lấy thông tin từ một địa khối có chứa
một số lượng các khối cấu trúc đủ lớn.

Để thuận tiện cho việc nghiên cứu và lựa chọn phương pháp chống lò và điều
khiển áp lực mỏ, các lớp đá xung quanh vỉa than được phân biệt theo các dấu hiệu
riêng. Căn cứ vào vị trí phân bố so với vỉa than, người ta chia đá vách thành vách
giả, vách trực tiếp và vách cơ bản, còn đá trụ - trụ giả, trụ trực tiếp và trụ cơ bản.
Vách giả là lớp đá không dày lắm (th­êng chØ tíi 0,5-0,6 m) n»m ngay trªn
vØa than. Líp này dễ bị sập hoặc bị sập cùng với than khi khấu, hoặc bị sập sau một
khoảng thời gian ngắn. Tuy nhiên, nhiều vỉa than không có vách giả.
Vách trực tiếp là lớp đá tương đối dễ sập nằm ở phía trên vỉa than. áp lực của
lớp này tác dụng lên các vì chống ở gương lò và trụ than. Khi không có vách giả,
vách trực tiếp nằm sát trên vỉa than.
Vách cơ bản là lớp đá bền chắc, khó sập nằm trên vách trực tiếp và không
sập đồng thời với lớp này. Có khi vách cơ bản nằm ngay trên vỉa, là một lớp đá cứng
và dày.
Vách giả thường là diệp thạch than, diệp thạch sét yếu; vách trực tiếp phổ
biến là diệp thạch sét-cát và diệp thạch sét; còn vách cơ bản thường là đá vôi và cát
kết, đôi khi là diệp thạch sét vững chắc.
Trụ giả là lớp đá mỏng, rất dễ bị phá huỷ trong quá trình khấu than.
Trụ trực tiếp là lớp đá nằm ngay dưới vỉa than khi không có trụ giả. Các hiện
tượng bùng nền, hiện tượng trượt và sập ở các vỉa dốc đứng có quan hệ chặt chẽ với
tính chất của trụ trực tiếp.
Trụ cơ bản là một lớp đá vững ch¾c n»m d­íi trơ trùc tiÕp.


11

Độ ổn định và khả năng sập đổ của đá ở lò chợ phụ thuộc nhiều vào cách
thức tách lớp của chúng, trong đó chiều dày của chúng có vai trò rất lớn. Khi mối
gắn kết giữa các lớp càng yếu và các lớp càng mỏng, thì chúng càng dễ sập đổ ở
những khối tương đối nhỏ. Khi các lớp đá càng dày, thì chúng càng khó uốn võng
và sẽ sập đổ với những khối càng lớn.

Các loại đá trầm tích đều có tính phân lớp, đó là sự lắng đọng không đồng
chất. Nguyên nhân của sự phân lớp là sự đan xen của các lớp đá yếu và các lớp đá
bền vững, trong đó sự tách lớp xảy ra theo các lớp đá yếu, cho dù chúng rất mỏng.
Tính phân lớp biểu hiện rõ nét nhất khi trong địa khối có các lớp đá chất sét, than,
sliuđit hoặc chứa các tàn dư thực vật.
Giữa các lớp đá có thể có những bề mặt liên kết rất yếu, chúng có thĨ ®i qua
ranh giíi cđa vØa, cịng cã thĨ xen vào giữa các lớp đá đồng chất. Đó chính là
nguyên nhân của sự phân vỉa. Chiều dày của một phân vỉa càng lớn, thì tính ổn định
của nó càng cao. Do mỗi phân vỉa không có sự gắn kết với các lớp đá nằm trên, cho
nên toàn bộ trọng lượng của nó được truyền xuống các lớp đá nằm dưới.
Phân loại đá mỏ theo tính phân lớp:
Độ dày của lớp, m

Ph©n líp rÊt máng . . . . . . . . . . . < 0,2
Ph©n líp máng . . . . . . . . . . . . 0,2 1
Phân lớp trung bình . . . . . . . . . . 1  3
Ph©n líp dµy . . . . . . . . . . . . . 3  10
Ph©n líp rÊt dµy . . . . . . . . . . . . > 10
3.2.2. Độ nứt nẻ của đá
Độ ổn định của đá mỏ xung quanh hầm lò phụ thuộc nhiều vào độ nứt nẻ của
chúng. Trong các vỉa đá vôi, khoảng cách giữa các vết nứt lớn hơn chiều dày vỉa từ
210 lần. Trong các vỉa cát kết hạt mịn, 78 % có khoảng cách giữa các vết nứt vượt
chiều dày vỉa 13 lần, 20 % - từ 310 lần. Trong các vỉa cát kết hạt thô có tới 92 %
trường hợp có khoảng cách giữa các vết nứt lớn hơn chiều dày từ 13 lần. Trong các
lớp diệp thạch cát, khoảng cách giữa các vết nứt gần bằng chiều dày lớp. Các loại
đá chất sét thường có độ nứt nẻ cao, khi khoảng cách giữa các vết nứt thường nhỏ
hơn chiều dày vỉa.
Các vết nứt được nhận biÕt qua chiỊu dµi vµ chiỊu réng cđa chóng. Khi chiỊu
réng cđa vÕt nøt nhá h¬n 0,05 mm, chóng cã cỡ sợi tóc; khi chiều rộng từ 0,05 đến
2 mm - rất mảnh; từ 2 đến 10 mm - cỡ milimÐt; tõ 10 ®Õn 100 mm - cì centimÐt; tõ

100 đến 1000 mm - cỡ decimét.
Tất nhiên, tính ổn định của đá phụ thuộc vào mật độ các vết nứt, được xác
2
định bởi số vết nứt trên 1 m diện tích địa khối.
Phụ thuộc vào độ nứt nẻ, các loại đá được phân biệt như sau:
- không nứt nẻ ;
- ít nứt nẻ - có một hệ nứt với khoảng cách giữa chúng lớn hơn 1 m ;
- nứt nẻ trung bình - có hai hệ nứt cắt chéo nhau với khoảng cách giữa chúng
lớn hơn 1 m ;


12

- nứt nẻ mạnh - có vài hệ nứt cắt chéo nhau với tần suất phân bố trung bình
tới 0,5 m ;
- nứt nẻ rất mạnh - có nhiều hệ nứt phân bố cách nhau qua khoảng cách nhỏ
hơn 0,2 m.
Độ ổn định của đá vách trên lò chợ phụ thuộc rất nhiều vào góc tạo bởi giữa
gương lò và hướng các thớ nứt chính của nó, góc này quyết định phương thức dịch
chuyển của đá vách.
3.2.3. Độ ổn định của đá khi bị bóc lộ
Tính bền của đá khi bị bóc lộ bởi các công tác mỏ được gọi là độ ổn định của
nó. Trạng thái của phần đá vách bị bóc lộ và không được chống giữ được coi là ổn
định, nếu qua một khoảng thời gian của nhu cầu sản xuất nó không bị sập đổ hoặc
trôi trượt, còn sự dịch chuyển của nó không vượt quá giới hạn cho phép.
Độ ổn định của đá được xác định bởi khả năng không bị phá huỷ dưới tác
động của tự trọng và của nội ứng suất khi bị bóc lộ.
Cần phân biệt tính ổn định của đá khi bóc lộ trong thời gian ngắn và ổn định
trong thời gian dài.
Độ ổn định của đá vách ảnh hưởng lớn đến hiệu quả khai thác vỉa than, đến

việc lựa chọn loại và kết cấu vì chống lò chợ và phương pháp điều khiển đá vách.
Phân loại đá vách theo độ ổn định
Loại đá vách

- Không ổn định
- Kém ổn định
- ổn định trung bình
- ổn định
- Rất ổn định

Đặc điểm ổn định

Khi không chống giữ, sập đổ ngay sau tiến độ
của gương
Khi dải bóc lộ ở gương rộng tới 1 m, ổn định
trong 2-3 h
Khi dải bóc lộ ở gương rộng tới 2 m, ổn định
tới 1 ngày-đêm
Khi dải bóc lộ rộng tới 2 m, ổn định tới 2 ng-đêm
Khi dải bóc lộ rộng 5-6 m, ổn định lâu dài

3.2.4. Khả năng sập đổ của đá vách
Các loại đá vách khác nhau có khả năng sập đổ khác nhau.
Khi điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hoả toàn phần, cần phân biệt
phá hoả ban đầu, phá hoả đợt một và phá hoả đợt hai. Phá hoả ban đầu được tiến
hành khi gương lò chợ dịch chuyển qua một khoảng nhất định kể từ lò cắt, gọi là
bước phá hoả ban đầu. Thông thường, bước phá hoả ban đầu là 8-12 m, nhưng với
các loại đá vách bền vững, bước này có thể tới 50-60 m. Để phá hoả đá vách bền
vững, phải sử dụng phương pháp khoan nổ mìn.
Sau phá hoả ban đầu sẽ thực hiện phá hoả thường kỳ đá vách trực tiếp, liền

sau các tiến độ của gương lò chợ, đó là phá hoả đợt một.
Đá vách cơ bản thường treo ở dạng các tấm côngsơn. Theo mức độ dịch
chuyển của gương lò chợ, kích thước của tấm côngsơn sẽ lớn dần và tới một thời
điểm nào ®ã nã sÏ sËp ®ỉ. Sù sËp ®ỉ cđa v¸ch cơ bản được gọi là phá hoả đợt hai.


13

Nếu như đá vách trực tiếp sau khi sập đổ lấp đầy toàn bộ khoảng trống đÃ
khai thác, thì sập đổ đợt hai có thể không xảy ra. Còn nếu khoảng trống đà khai
thác không được lấp đầy, thì cường độ sập đổ của vách cơ bản sẽ càng nhỏ, khi tỷ
số giữa chiều dày vách trực tiếp và chiều dày vỉa than càng lớn.
Theo khả năng tự sập đổ của các lớp đá vách người ta còn phân biệt chúng
dựa vào bước phá hoả (lph), khi đó chúng được chia thành năm nhóm:
Loại đá vách
Bước phá hoả ( lph)
rất dễ phá hoả . . . . . . . . . . . . . . . . . < 0,5 m
dễ phá hoả . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5 - 2,0 m
trung b×nh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,0 - 5,0 m
khó phá hoả . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,0 - 10 m
rất khó phá hoả . . . . . . . . . . . . . . . . > 10 m
Trình tự và đặc điểm phát triển của quá trình phá huỷ của đá vách được
quyết định bởi các đặc tính cấu trúc và các tính chất cơ học của đá.
Trên cơ sở khả năng sập đổ của đá, viện nghiên cứu VUGI (Liên Xô cũ) đÃ
đề xuất bảng phân loại dưới đây.
Phân loại đá vách theo khả năng sập đổ
Loại đá

Đặc điểm đá vách

I

Vách trực tiếp là một hay nhiều lớp đá dễ sập đổ, có chiều dày
không nhỏ hơn 6-8 lần chiều dày của vỉa than được khai thác
II
Vách trực tiếp là lớp đá dễ sập đổ, có chiều dày nhỏ hơn 6-8
lần chiều dày vỉa. Vách cơ bản là loại đá khó sập đổ, chỉ sập
đổ trên diện lớn
III
Vách trực tiếp là lớp đá dày, khó sập đổ. Trong một số trường
hợp không có vách trực tiếp và trên vỉa than là vách cơ bản,
có khả năng bóc lộ trên diện lớn
IV
Vách trực tiếp là loại đá có khả năng hạ võng từ từ mà không
bị rạn nứt và đứt gẫy (khi chiều dày vỉa không quá 0,8-1,0 m)
Từ bảng phân loại thấy rằng, khi vách trực tiếp là loại đá dễ sập đổ, dày hơn
6-8 lần chiều dày vỉa (đá loại I), tải trọng tác động lên vì chống chỉ do lớp đá này
gây ra. Trong khi đó vách cơ bản bị chèn toàn bộ bởi đá vách trực tiếp đà phá hoả,
sẽ hạ võng dần dần và không gây tải trọng lên vì chống.
Nếu không có điều kiện trên, vách cơ bản sẽ sập đổ và không phải lúc nào vì
chống cũng chịu được những tải trọng sinh ra bởi cả vách trực tiếp và vách cơ bản.
Khi xét tới bước phá hoả của đá mỏ và vùng áp lực tựa ở trước gương lò chợ,
viện VNIMI đà có những bổ xung cho bảng phân loại đá vách của VUGI.
Phân loại đá vách theo VUGI - VNIMI
Loại đá
I

Đặc điểm đá vách
Vách trực tiếp và vách cơ bản là các lớp đá dễ phá hoả. Vách trực tiếp
phá hoả theo chu kỳ lò chợ, còn vách cơ bản treo trên khoảng trống đÃ

khai thác ở những khẩu độ không lớn, trong phạm vi một bước sập của
vách trực tiếp. Vùng áp lực tựa trong vỉa than phân bố ở khoảng cách
không lớn trong khối nguyên, kể từ biên của khoảng trống đà khai thác


14

II

III

IV

Vách trực tiếp là đá dễ phá hoả, dày 3-10 m; còn vách cơ bản là lớp đá
dày, khó phá hoả. Vách cơ bản có thể treo trên khoảng trông đà khai
thác với khẩu độ không lớn (tới 3-4 bước phá hoả của vách trực tiếp).
Vùng áp lực tựa phân bố ở khoảng cách đáng kể phía trước lò chợ
Vách trực tiếp là lớp đá bền vững, khó phá hoả, dày 3-5 m. Trên nó là
các loại đá dễ phá hoả, không có khả năng treo tự do. Khả năng treo
trên khoảng trống đà khai thác của loại đá này phụ thuộc vào chiều dày
và độ bền vững của vách trực tiếp. Bước phá hoả của vách cơ bản tuỳ
thuộc vào kích thước các khối gẫy của vách trực tiếp. Khi chiều dày vỉa
không quá 1 m, có khả năng đá vách hạ từ từ
Các vách trực tiếp và cơ bản đều là những loại đá bền vững, khó phá
hoả. Chúng có xu hướng treo trên khoảng trống đà khai thác với khẩu
độ lớn (tới 50 m hoặc hơn) và tạo ra áp lực tựa khá lớn ở trước gương
lò chợ

Khi khai thác các vỉa dốc đứng, bên cạnh sự sập đổ của đá vách còn có thể
có sự trôi trượt của đá trụ. Quan tâm đến khả năng này, viện ĐônUGI (Ukraina) đề

xuất bảng phân loại đá dưới đây.
Phân loại đá cho các vỉa dốc đứng
Loại đá
Đặc điểm đá vách
I
Vách trực tiếp là đá rất yếu hoặc vách giả
II
III

IV
V
VI

Vách trực tiếp là đá dễ phá hoả, có chiều
dày không nhỏ hơn 6-8 lần chiều dày vỉa
Vách trực tiếp có độ bền trung bình, phá
hoả ở chiều cao nhỏ hơn 6-8 lần chiều dày
vỉa. Vách cơ bản là đá khó phá hoả, có khả
năng bóc lộ trên diện lớn
Vách trực tiếp là đá khó phá hoả, có khả
năng bóc lộ trên diện lớn
Vỉa dày dưới 0,7 m, vách trực tiếp có khả
năng hạ từ từ
Vách trực tiếp là đá khó phá hoả

Đặc điểm đá trụ
Trụ yếu có khả năng trượt, trụ
giả
Trụ trực tiếp có độ bền từ trung
bình trở lên, không trượt

Trụ trực tiếp có độ bền trung
bình, không trượt
Trụ trực tiếp có độ bền trung
bình hay bền vững, không trượt
Trụ không trượt, có khả năng
trương bùng
Trụ là đá yếu, dễ trôi trượt

Kinh nghiệm khai thác mỏ cho thấy vách cơ bản gây ảnh hưởng lớn đến các
hoạt động trong lò chợ và các lò chuẩn bị. Vách cơ bản được chia làm hai nhóm: dễ
điều khiển và khó điều khiển.
Đá vách dễ điều khiển là loại đá không gây ra phá hoả đợt hai. Khi đó, giữa
vỉa than và vách cơ bản có lớp đá vách trực tiếp dễ phá hoả với chiều dày lớn hơn 34 lần chiều dày vỉa, mà khi sập đổ tạo ra khả năng hạ võng của vách cơ bản.
Đá vách khó điều khiển là loại đá có bước phá hoả đợt một và đợt hai lớn
hơn 30 m, khi vách trực tiếp là đá dễ phá hoả với chiều dày nhỏ hơn 4 lần chiều dày
vỉa than.
Đá vách khó điều khiển thường là các loại đá đồng chất có giới hạn bền khi
chịu nén một trục lớn hơn 70 MPa: cát kết, đá vôi, diệp thạch cát.
3.3. Những đặc điểm công nghệ của các vỉa than
3.3.1. Phân loại các vỉa than theo đặc điểm công nghệ
Để dễ dàng lựa chọn các sơ đồ công nghệ khai thác than hợp lý, các vỉa than
được phân loại theo hai dấu hiệu chính, đó là chiều dµy vµ gãc dèc cđa chóng.


15

Theo chiều dày, các vỉa than được chia thành bốn nhóm:
- rất mỏng - có chiều dày không quá 0,7 m;
- mỏng - có chiều dày từ 0,71 đến 1,2 m;
- dày trung bình - có chiều dày từ 1,21 đến 3,5 m;

- dày - có chiều dày lớn hơn 3,5 m.
Với mục đích chế tạo và lựa chọn phương tiện cơ khí hoá cho lò chợ, người
ta còn đề nghị chia các vỉa than theo chiều dày của chúng thành bẩy nhóm:
nhóm một - các vỉa dày không quá 0,6 m, mà cho đến nay vẫn chưa có tổ
hợp thiết bị cơ khí hoá toàn bộ phù hợp (ngoại trừ công nghệ khoan lấy than ở các
vỉa dốc thoải);
nhóm hai - các vỉa dày từ 0,60,9 m, đà được chế tạo các tổ hợp cơ khí hoá,
nhưng năng suất của chúng bị hạn chế bởi sự chật hẹp của không gian lò chợ. Khi
đó, với chiều cao hạn chế của lò chợ, khoảng cách giữa xà của vì chống và thân
máy khai thác hay máng cào không đáng kể. Vì vậy, máy liên hợp buộc phải bố trí
bên ngoài khung máng cào, làm thay đổi bố cục của cả tổ hợp, giảm hiệu quả hoạt
động của nó;
nhóm ba - các vỉa dày từ 0,91,3 m, có thể bố trí máy liên hợp trên máng
cào, nhưng dưới thân máy phải có khoảng hở cần thiết cho dòng tải than của máng
cào;
nhóm bốn - các vỉa dày từ 1,32,0 m, có thể bố trí dễ dàng máy liên hợp trên
máng cào. Đây chính là điều kiện thuân lợi nhất để tạo ra các tổ hợp thiết bị với
năng suất cao;
nhóm năm - các vỉa dày từ 2,03,5 m, có điều kiện khai thác thuận lợi.
Nhưng do sự phát triển mạnh của hiện tượng ép trồi, cần phải bổ sung bộ phận
chống lở gương vào kết cấu của vì chống;
nhóm sáu - các vỉa dày từ 3,55,0 m, có thể khai thác bằng phương pháp
chia lớp. Song, ở các vỉa dốc thoải có thể khai thác chỉ một lớp bằng tổ hợp thiết bị
cơ khí hoá, phá hoả đá vách hoặc tháo tận thu lớp than đệm dưới vách; ở các vỉa dốc
đứng để khấu các lớp cần chế tạo các tổ hợp thiết bị áp dụng chèn lò toàn phần;
nhóm bẩy - các vỉa dày hơn 5 m, khai thác theo phương pháp chia lớp, sử
dụng các tổ hợp thiết bị của vỉa dày trung bình.
Đặc điểm xuất hiện các lực hấp dẫn và phương pháp vận tải than trong lò chợ
phụ thuộc vào góc dốc của vỉa. Vì vậy, khi lựa chọn máy khai thác, vì chống và
phương pháp vận tải than cần phải xét tới các góc dốc tới hạn của vỉa trong điều

kiện trượt than và các bộ phận kim loại của thiết bị, được đưa ra dưới đây.
Các góc dốc tới hạn của vỉa:
Than đá trượt trên đá trụ . . .
Than đá trên thép lá . . . . .
Antrxit trên thép lá . . . . .
Antrxit trên thép lá tráng men .
Kim loại trên kim loại . . . .
Kim loại trên đá trụ . . . . .

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

HƯ sè ma s¸t
0,7 - 0,8
0,3 - 0,5
0,27 - 0,3
0,19 - 0,23
0,19 - 0,23
0,3 - 0,4

Gãc tới hạn, độ
35 - 38
17 - 25
15 - 17
11 - 13
13 - 17
17 - 20


16

Theo góc dốc, các vỉa than được chia thành bốn nhóm:
- dốc thoải - có góc dốc từ 0 đến 18o;
- dốc nghiêng - có góc dốc từ 19 đến 35o;
- dốc nghiêng-đứng - có góc dốc từ 36 đến 55o;
o
- dèc ®øng - cã gãc dèc tõ 56 ®Õn 90 .
Điều kiện thuận lợi nhất để sử dụng các tổ hợp thiết bị cơ khí hoá là các vỉa
có góc dốc từ 0 đến 12o, khi các lực hấp dẫn không ảnh hưởng đến việc lựa chọn kết
cấu của thiết bị và có thể khai thác vỉa theo phương, ngược chiều dốc hoặc xuôi
chiều dốc.
ở các vỉa có góc dốc từ 13 đến 18o quá trình khai thác thường được tiến

hành theo phương.
Vận tải than ở các vỉa dốc từ 19 đến 35o có thể nhờ máng trượt hoặc khung
máng cào (không cần xích kéo và bộ truyền động), còn nếu dùng máng cào thì nó
sẽ làm việc ở chế độ hÃm. Với độ dốc này, tổ hợp thiết bị lò chợ không cần phải có
các mối liên kết đặc biệt giữa các đoạn vì chống và cũng không cần có tời bảo hiểm
để giữ máy liên hợp.
o
Khi khai thác các vỉa dốc từ 46 đến 90 sẽ gặp nhiều khó khăn do khả năng
trôi trượt của đá trụ và sự ảnh hưởng mạnh của các lực hấp dẫn.
3.3.2. Các tính chất của than
Việc lựa chọn phương pháp và phương tiện tách phá than quyết định công
nghệ khấu trong lò chợ. Các tính chất của than đóng vai trò quan trọng khi lựa chọn
phương tiện phá than.
Các tính chất của than được đánh giá tương đối so với quá trình tách phá nó
cụ thể. Khi phá than bằng phương pháp cơ khí, điều quan trọng là phải biết được
mối quan hệ giữa các tính chất cơ học của than và các đặc điểm của quá trình tách
phá. Khả năng của than chống lại các dạng tác động cơ học khác nhau được gọi là
sức kháng phá vỡ của nó.
Sức kháng phá vỡ của than phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên và kỹ thuật mỏ.
Các yếu tố tự nhiên bao gồm: mức độ biến chất, độ nứt nẻ của than, cấu tạo của vỉa,
độ dày của nó và v.v... C¸c u tè kü tht má bao gåm: chiỊu rộng lò chợ, loại,
mật độ và độ linh hoạt của vì chống, phương pháp điều khiển đá vách, tốc độ dịch
chuyển của gương, phương pháp khấu than, hướng khấu và v.v...
ở đây, chúng ta dừng lại ở các yếu tố tự nhiên. Các yếu tố kỹ thuật mỏ sẽ
được xem xét trong mục tiếp dưới.
Mức độ biến chất quyết định chất lượng của than và các tính chất cơ học của
nó. Các loại than có sức kháng phá vỡ lớn nhất là than ở thời kỳ biến chất sớm (có
độ dẻo cao) và antraxit biến chất cao (có độ kiên cố lớn).
Độ nứt nẻ có ảnh hưởng đáng kể tới sức kháng phá vỡ của than, độ nứt nẻ
càng lớn thì sức kháng phá vỡ càng nhỏ. Việc chọn hướng cho dụng cụ phá than

tương đối với hướng thớ nứt rÊt quan träng. Thùc tÕ cho thÊy r»ng, hiƯu qu¶ phá
o
than cao nhất đạt được khi nó bị cắt theo gãc 45 so víi h­íng c¸c thí nøt chÝnh.


17

Cấu tạo của vỉa than cũng ảnh hưởng tới sức kháng phá vỡ của nó. Vỉa than
có cấu tạo càng phức tạp, có càng nhiều lớp đá kẹp rắn chắc, xen kẽ giữa các lớp
than, thì sức kháng phá vỡ của nó càng lớn.
3.3.3. Sự ép trồi và độ kháng cắt của than
ứng suất bình thường trong vỉa than trước khi đào hầm lò bằng áp lực tác
động lên nó của các lớp đá nằm trên. Quá trình phân bố lại ứng suất xảy ra do đào
hầm lò. Sự thay đổi trạng thái ứng suất trong vùng bóc lộ, thường xuyên hơn là sự
xuất hiện của các lực đẩy ngang, cã thĨ dÉn tíi sù dÞch chun cđa vØa vỊ phía
khoảng trống khai thác. Đó là nguyên nhân sinh ra hiện tượng ép trồi ở gương lò
chợ. Nếu các biến dạng kéo đạt tới trị số giới hạn, thì các vết nứt ép trồi sẽ phát
triển, hướng thẳng góc với mặt phân vỉa và song song với mặt bóc lộ. Khi đó, than
bị phá thành các tảng dạng cột nhỏ. Trong phần còn lại của vùng ép trồi các biến
dạng kéo chưa đạt tới trị số giới hạn và than chưa bị phá huỷ rõ ràng. Giả sử ép trồi
luôn dẫn tới phá huỷ, thì bộ phận công tác của máy khấu chỉ còn phải thực hiện việc
xúc bốc và đập vụn các tảng than đà bị phá huỷ. Song, trong phần lớn các trường
hợp biến dạng của than ở gương lò không đạt tới giới hạn phá huỷ, mà chỉ làm suy
yếu khối than ở mức độ nào đó, tức là làm giảm độ kháng cắt của than.
Hiện nay, để đánh giá khả năng phá huỷ của than cần phải xác định các chỉ
tiêu sau: độ kháng cắt của than, kể cả độ kháng cắt của các phân lớp than và đá kẹp;
độ mài mòn của vỉa than; các tính chất dòn-dẻo của than; khả năng vỡ vụn của than.
Độ kháng cắt của than là khả năng chống lại các tác động khi bị cắt của nó.
Độ kháng cắt của than thay đổi trong khoảng 0,36,0 kN/cm, độ mài mòn
dao động trong khoảng 101500 mg/km, còn chỉ tiêu khả năng vỡ vụn của nó - từ

0,4 đến 1,2.
Việc điều khiển quá trình ép trồi than có thể thực hiện bằng cách thay đổi
các thông số kỹ thuật của lò chợ. Trong đó quan trọng nhất là: chiều rộng của lò
chợ, chiều rộng khấu của máy khai thác, phương pháp điều khiển đá vách, độ linh
hoạt của vì chống và v.v...
Khi tăng chiều rộng lò chợ sẽ dẫn đến sự gia tăng mức hạ võng của đá vách
và độ biến dạng của khối than ở gương lò, do đó sẽ làm giảm độ kháng cắt của than.
Thực tế cho thấy rằng, nếu giảm chiều rộng lò chợ 1-1,2 m, thì độ kháng cắt của
than tăng lên 15-20 %. Như vậy, muốn lợi dụng triệt để hiện tượng ép trồi cần phải
tăng chiều rộng lò chợ. Tuy vậy, do nhiều lý do khác, hiện nay đang có xu hướng
làm giảm chiều rộng lò chợ, mặc dù biết rằng độ kháng cắt của than gia tăng.
Việc giảm chiều rộng khấu của máy khai thác làm giảm giá trị hạ võng của
đá vách và ép trồi của than.
Phương pháp điều khiển đá vách thường được lựa chọn dựa vào khả năng phá
hoả của nó. Khi vách là đá yếu hoặc có độ ổn định trung bình, trong quá trình phá
hoả hiện tượng ép trồi được ghi nhận yếu hơn, so với khi vách là các loại đá bền
vững. Đá vách bền vững thường treo và không sập đổ ở diện bóc lộ lớn, độ võng của
nó đạt giá trị cao và gây ra sù Ðp tråi m·nh liƯt cđa than. Trong ®iỊu kiƯn như vậy,
sự ép trồi thay đổi theo tiến độ dịch chuyển của lò chợ và theo sự thay đổi chiều dài
côngxơn của đá vách trong phạm vi một bước phá ho¶.


18

Một số tác giả cho rằng, trong cùng một lò chợ khi chuyển từ phương pháp
chèn lò từng phần sang phương pháp chèn toàn phần, thì hệ số ép trồi trung bình
giảm 20 %.
Độ linh hoạt của vì chống ảnh hưởng đến sự hạ võng của vách và mức độ ép
trồi của than. Nếu độ linh hoạt của vì chống gia tăng, thì sự ép trồi cũng tăng theo.
Khi lắp dựng vì chống lò chợ, tải trọng ban đầu của chúng cũng ảnh hưởng

lớn đến độ kháng cắt của than. Việc sử dụng các cột thuỷ lực với tải trọng ban đầu
lớn hơn so với cột gỗ và cột ma sát dẫn tới việc giảm giá trị ép trồi xuống 10-15 %.
Khi sử dụng vì chống cơ khí hoá thì khoảng chênh lệch này là 30 %, so với việc
dùng vì chống đơn.
Các quá trình sản xuất trong lò chợ tác động đến hình thức và trị số hạ võng
của vách và đồng thời ảnh hưởng đến sự ép trồi của than. Người ta đà chứng minh
được rằng, 15-45% độ hạ võng chung của vách xảy ra trong quá trình khấu than,
8-30 % - trong quá trình phá hoả đá vách và 30-35 % - khi không thực hiện các quá
trình sản xuất. Trong trường hợp cuối, yếu tố thời gian chiếm vai trò quan trọng. Độ
dài của khoảng thời gian gián đoạn giữa hai dải khấu cần phải lớn hơn khoảng thời
gian đủ để xuất hiện ép trồi. Có thĨ thÊy râ ¶nh h­ëng cđa u tè thêi gian tới hiện
tượng ép trồi khi khấu than bằng máy bào. Lúc đó, với tốc độ dịch chuyển của
gương lò cao, đôi khi lưỡi bào rơi vào vùng than không bị ép trồi.
Cường độ suy giảm độ kháng cắt của than ở phần gương lò lớn hơn so với
vùng nằm sâu trong khối nguyên; ở vùng sâu trong khối nguyên thời gian suy giảm
độ kháng cắt đạt tới 6-8 h, còn ở vùng gương lò - 2,5-3,5 h.
Cần lưu ý rằng, khi giảm độ kháng cắt của than, sự ép trồi thường gây ảnh
hưởng xấu tới độ ổn định của đá vách và gương lò. Tương ứng với giá trị ép trồi lớn,
diện bóc lộ của đá vách cần phải lớn, như vậy khả năng sập đổ của vách sẽ gia tăng
và phá vỡ tính ổn định của nó.
Tóm lại, sự thay đổi các yếu tố kỹ thuật mỏ cho ta khả năng điều chỉnh độ ép
trồi của than và tạo ra các tiền đề để các tổ hợp thiết bị lò chợ hoạt động trong chế
độ tự động hoá.

phần thứ hai
các quá trình khai thác than
Chương 4 : khấu than
4. 1. Phân loại các phương pháp khấu than
Công tác khấu than có thể được thực hiện bằng các phương pháp thủ công,
khoan nổ mìn, cơ khí, thuỷ lực, cơ-thuỷ lực... Việc lựa chọn phương pháp khấu

trước hết phụ thuộc vào các tính chất của than và các lớp đá vây quanh, đồng thời
phụ thuộc vào các yêu cầu về chất lượng than và chi phí để khai thác nó. Độ ổn
định của đá vách và trụ có ảnh hưởng lớn tới việc lựa chọn phương pháp khấu than.
Nếu những cố gắng nâng cao năng lực của máy khai thác không đủ để tách phá
than, thì cần phải làm tơi sơ bộ vỉa than bằng phương pháp khoan nổ mìn.


19

Quá trình khấu than không chỉ bao gồm việc phá vỡ than, mà còn cả xúc bốc
than. Những quá trình này có thể được thực hiện bởi một hay nhiều loại máy khác
nhau, đồng thời hay nối tiếp phụ thuộc vào các điều kiện địa chất mỏ và công nghệ
khai thác. ở các vỉa dốc đứng không cần phải xúc bốc than và quá trình khấu chỉ
còn là phá vỡ than. Cũng có thể nói như vậy về phương pháp khai thác than bằng
sức nước.
Việc khấu than bằng phương pháp cơ khí được áp dụng phổ biến nhất. Nó
được thực hiện trong các gương lò chợ dài hoặc trong các gương lò ngắn (buồng,
buồng-cột...). Tất nhiên, phổ biến hơn cả là các gương lò dài. Phụ thuộc vào phương
pháp khấu, các gương lò chợ có thể có dạng thẳng hay dạng bậc.
Cần phân biệt khấu rộng và khấu hẹp. Khi việc tách phá than ở gương được
tiến hành theo các dải rộng hơn 1 m, thì được gọi là khấu rộng. Nếu chiều rộng dải
khấu không vượt quá 1 m, thì đó là khấu hẹp.
Việc tách phá than trong lò chợ có thể thực hiện đồng thời trên cả chiều dài
gương lò, cũng có thể tại một điểm di chuyển liên tục dọc theo gương lò.
Sơ đồ khấu than với bộ phận công tác hoạt động trên toàn bộ mặt gương và
hướng khấu trùng với hướng dịch chuyển của gương được gọi là khấu trực diện. Sơ
đồ này cho phép thực hiện hình thức tổ chức các công tác một cách liên tục, với số
công đoạn tối thiểu và mức độ cơ khí hoá cao.
Sơ đồ khấu than bằng máy khai thác di chuyển dọc gương lò, thẳng góc với
hướng dịch chuyển của nó, được gọi là khấu từ sườn. Đặc điểm của nó là ít công

đoạn, cho phép hoà đồng các quá trình chính trong lò chợ, tạo khả năng áp dụng các
vì chống tự hành cơ khí hoá với năng suất cao. Khác với sơ đồ khấu trực diện, ở đây
không thể tổ chức các công tác theo cách liên tục.
Ngoài ra, còn có sơ đồ khấu than hỗn hợp, trong đó công đoạn tự tạo rạch
được tiến hành theo hướng dịch chuyển của gương, còn việc trực tiếp khấu than lại
theo hướng thẳng góc với nó.
4.2. Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn
Công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn có thể được áp dụng ở nhiều hệ
thống khai thác khác nhau, cho nên nó có nhiều hình thức và thứ tự thao tác các
công việc khác nhau.
Ưu điểm cơ bản của công nghệ khoan nổ mìn là giảm được sức lao động của
công nhân trong quá trình tách phá than, mặt khác nó còn có tính linh hoạt cao,
nhất là khi điều kiện dạng nằm của vỉa than phức tạp.
Nhược điểm của công nghệ này là không có tính liên tục của các công tác lò
chợ, ngoại trừ khâu tách phá than các khâu công tác khác đòi hỏi chi phí nhiều sức
lao động của công nhân. Ngoài ra, bụi và các sản phẩm nổ sinh ra trong lúc nổ mìn
làm ảnh hưởng xấu tới điều kiện vi khí hậu trong hầm lò.
Chính vì những nhược điểm trên, công nghệ khoan nổ mìn ngày càng ít được
sử dụng ở các gương lò chợ. Phạm vi áp dụng của nó chỉ còn giới hạn trong các
điều kiện địa chất phức tạp, khi không thể áp dụng các dạng công nghệ khác hoàn
thiện hơn.


20

ở nước ta hiện nay, một mặt vì điều kiện địa chất khá phức tạp, mặt khác do
mức độ trang bị kỹ thuật còn bị hạn chế, công nghệ khoan nổ mìn vẫn đang được áp
dụng rộng rÃi trong các mỏ than hầm lò.
Quá trình khoan nổ mìn trong lò chợ bao gồm các công tác: khoan các lỗ
mìn, nạp mìn và nổ mìn. Cũng cần phân biệt hai phương pháp nổ mìn trong lò chợ:

nổ các lỗ mìn nhỏ và nổ các lỗ mìn lớn, trong đó phương pháp đầu được áp dụng
phổ biến hơn cả.
Việc khoan các lỗ mìn nhỏ ở gương lò chợ thường được thực hiện nhờ máy
khoan điện cầm tay, làm việc theo nguyên lý khoan xoay. Khi khoan xoay, cạnh cắt
của mũi khoan cắt hoặc hớt một lớp than mỏng. Choòng khoan được ép vào vào đáy
lỗ khoan đồng thời với khi xoay. Phoi được đưa ra khỏi lỗ khoan theo các rÃnh xoắn
của choòng ruột gà. Để tăng hiệu quả nổ mìn, lỗ mìn thường được khoan nghiêng
theo một góc 60-80o so với mặt gương.
Nhằm phá vỡ than ở gương với độ cục đồng đều, các lỗ mìn thường được bố
trí cách đều nhau trên mặt gương thành từng hàng. Số hàng lỗ mìn cũng như khoảng
cách giữa các lỗ mìn trong một hàng, được lựa chọn dựa vào độ kiên cố của than,
chiều dày của vỉa than hay lớp khấu, tiến độ một lần khấu và nhiều yếu tố khác.
Khi vỉa than mỏng có chiều dày là 0,50,8 m, thì có thể chỉ cần bố trí một
hàng lỗ mìn (hình 2, a); khi chiỊu dµy vØa lµ 0,82,0 m, th­êng khoan hai hàng lỗ
mìn (hình 2, b); còn khi chiều dày vỉa là 2,03,5 m, có thể có ba hàng lỗ mìn (hình
2, c).
a

a-a

a)

a
b-b

b)

b

b

c-c

c)

c

c

Hình 2: Sơ đồ bố trí lỗ mìn trên gương lò chợ


21

Để tránh hiện tượng kích nổ, khoảng cách giữa các lỗ mìn ở gương than
không được nhỏ hơn 0,6 m.
Khi gương lò có nhiều hàng lỗ mìn, người ta thường bố trí các hàng lỗ mìn
so le nhau. Như vậy, các lỗ mìn sẽ nằm cách nhau đều hơn, dẫn đến hiệu suất đập
vụn than cao hơn.
Trong các bản thiết kế công nghệ lò chợ, các thông số của công tác khoan nổ
mìn được tập hợp thành hộ chiếu khoan nổ mìn. Hộ chiếu khoan nổ mìn là tài liệu
kỹ thuật bao gồm: giải trình tính toán các thông số khoan nổ mìn, sơ đồ bố trí các lỗ
mìn thể hiện trên ba mặt cắt và bảng lý lịch các lỗ mìn có kèm theo trình tự nổ các
lỗ mìn.
Tuỳ theo phương pháp nạp khối thuốc nổ trong lỗ khoan, có hai cách nạp
mìn phổ biến: nạp theo hình cột tập trung và theo hình cột phân đoạn (hình 3).
a)

b)

1

2

1

2

Hình 3: Cách nạp thuốc nổ
a- hình cột tập trung;
b- hình cột phân đoạn;
1 - nút lỗ khoan (bua);
2 - các thỏi thuốc nổ.

Nạp thuốc nổ theo hình cột tập trung là cách nạp mìn đơn giản nhất và
thường được sử dụng. Trong lỗ khoan các thỏi thuốc được nạp liền nhau. Thỏi thuốc
mồi được đặt sau cùng, gần miệng lỗ khoan nhất, nó được gắn kíp nổ và được nổ
đầu tiên, nhờ tác động của sóng nổ các thỏi thuốc còn lại trong lỗ khoan sẽ nổ.
Nạp thuốc theo hình cột phân đoạn là nạp các thỏi thuốc thành từng nhóm
trong lỗ khoan, mỗi nhóm có một thỏi thuốc mồi, các nhóm cách nhau bằng một
đoạn vật liệu nút hoặc không khí. Nạp thuốc theo kiểu này giảm bớt được chi phí về
thuốc nổ. Tuy nhiên, do cách nạp phức tạp nên phương pháp này không được áp
dụng rộng rÃi.
Khối lượng thuốc nổ cần nạp vào các lỗ khoan được xác định theo tính chất
của than hoặc đá, sức công phá của thuốc nổ, cấu tạo và trình tự nổ các khối thuốc
và số mặt tự do của khối than cần nổ.
Đầu tiên cần xác định suất nạp thuốc (q), tức là lượng thuốc nổ cần thiết để
phá vỡ 1 m3 than hay đá được khoan trong khối nguyên. Suất nạp thuốc có thể được
xác định bằng công thức thực nghiệm:
q = q1Fve , kg/m3,
trong đó q1 - suất nạp thuốc của thuốc nổ quy ước, kg/m3, được chọn phụ thuộc vào

hệ số kiên cố f (theo Prôtôđiacônốp) của than hay đá cần phá:
f:
<2
2-3
4-6
6-8
8-15
15-20
q1 :
0,15
0,2-0,3
0,4-0,6
0,6-0,8
1,0-1,1
1,2-1,5
F - hệ số đặc trưng cấu tạo của than hay đá, được lấy trong khoảng
0,82,0 t theo cÊu t¹o cđa chóng;
v - hƯ sè Ðp của than hay đá khi bị tách khỏi khối với mét mỈt tù do:


22

12,5
S
S - diện tích gương lò hoặc phần gương lò được nổ, m2;
e - hệ số sức công phá của thuốc nổ, phụ thuộc vào khả năng công phá P,
cm3, của thuốc nổ
380
e=
,

P
các loại thuốc nổ Việt Nam AH-1 có P = 250-260;
PM-3151 cã P = 390-400 cm3.
v=

Trong c«ng thøc trên, các trị số q1 và F được xác định bằng thực nghiệm.
Khi xác định suất nạp thuốc để nổ mìn phá than ở gương lò chợ, có thể sử
dụng số liệu trong bảng 1.
Tiêu hao chung về thuốc nổ cho toàn bộ khối than cần nổ mìn khi tiến độ
của gương lò chợ là r được xác định bằng công thức:
Q = qSr , kg ,
trong đó S - diện tích gương lò chợ, m2;
r - tiến độ gương lò ở mỗi lần nổ, m.
Lượng thuốc nổ nạp hình cột tập trung trong lỗ mìn nhỏ bị khống chế b»ng
quan hƯ:
ltn ≤ llk kn ,
trong ®ã ltn - chiỊu dài khối thuốc nổ trong lỗ khoan, m;
llk - chiều dài lỗ khoan, m;
kn - hệ số nạp thuốc nổ cho phép lớn nhất trong lỗ khoan.
Bảng 1

Quan hệ giữa suất nạp thuốc và độ kiên cố của than
Hệ số kiªn cè
cđa than (f)

3
2 - 2,5
1,5 - 2
1 - 1,5

St nạp thuốc (q) , kg/m

3

Đặc tính của than

khi có một
mặt tự do

khi có hai
mặt tự do

Antraxit kiên cố, than đá chắc
quánh không rạn nứt, có lẫn pirit
Antraxit ít rạn nứt, than đá chắc
quánh không lẫn pirit
Antraxit nhiều rạn nứt, than đá kiên
cố trung bình
Than đá mềm yếu, than nâu

0,480,60

0,240,36

0,400,52

0,200,29

0,340,45

0,140,20

0,260,36

0,100,16

Hiệu quả tác động của khối thuốc nổ và tính an toàn của công tác nổ mìn
phụ thuộc vào sự lựa chọn đúng đắn hệ số nạp thuốc trong lỗ khoan (kn). Đối với
các mỏ than không nguy hiểm về khí và bụi nổ, hệ số kn được lấy theo độ kiên cố
của than hoặc đá cần nổ mìn, độ kiên cố cµng cao, kn cµng lín:
- khi f > 6 , th× kn = 0,8 ;
- khi f < 3 , th× kn = 0,6 .


23

Đối với các mỏ nguy hiểm về khí và bụi nổ, khi chiều dài lỗ khoan là
0,61,5 m, thì kn không vượt quá 0,5.
Hiệu quả của công tác nổ mìn còn phụ thuộc rất nhiều vào sự bố trí hợp lý
các lỗ khoan và có quan hệ với các mặt tự do, đặc biệt là bề mặt gương lò.
Chúng ta sẽ xem xét vị trí của một lỗ khoan đơn độc so với bề mặt gương lò:
lỗ khoan có thể được khoan thẳng góc hoặc nghiêng một góc nào đó với mặt gương.
Trong trường hợp đầu, khi bố trí lỗ khoan thẳng góc với gương, năng lượng nổ về cơ
bản tiêu hao vào việc bắn nút mìn ra khỏi lỗ khoan và việc truyền sóng nổ vào bên
trong khối nguyên. Lóc nµy, chØ cã mét thĨ tÝch nhá cđa khèi than hoặc đá bị tách
vỡ. Trong trường hợp thứ hai, thể tích than hay đá bị phá vỡ lớn hơn nhiều so với
trường hợp đầu. Khi bố trí lỗ khoan song song với mặt tự do, thì hiệu quả thu được
còn cao hơn nữa.
Khi tiến hành công tác nổ mìn, cần xét đến cấu trúc của than hay đá. Thí dụ,
nếu vỉa than có các mặt phẳng phân lớp hay có hướng các thớ nứt rõ rệt, thì cần cố

gắng bố trí lỗ khoan thẳng góc với các mặt đó.
Để nâng cao hiệu quả nổ mìn, người ta tạo thêm các mặt tự do ở gương lò
chợ bằng cách tạo rạch cho nó.
Đường kính lỗ khoan thường lấy lớn hơn ®­êng kÝnh thái thc nỉ 10-15 %.
Trong c«ng nghiƯp than, ®­êng kÝnh thái thuèc næ th­êng tõ 3236 mm, øng với
đường kính lỗ khoan là 3640 mm. Chiều sâu lỗ khoan từ 15 m.
Khi nổ khối thuốc trong lỗ khoan, thường có một phần ở đáy lỗ khoan không
được sử dụng hết. Hiệu quả sử dụng lỗ khoan được đánh giá bằng hệ số sử dụng lỗ
khoan (ksd), tức là tỷ số giữa chiều dài phần lỗ khoan được sử dụng với chiều dài
chung của nó. Hiệu suất lỗ khoan phụ thuộc vào các tính chất cơ-lý của than hay đá,
sự bố trí các lỗ khoan ở gương lò, loại thuốc nổ và v.v... Khi lựa chọn đúng các
thông số khoan nổ mìn, hệ số sử dụng lỗ khoan có thể đạt 0,850,95.
Theo kinh nghiệm của thực tế sản xuất ở nước ta, chiều rộng mỗi dải khấu
(r) khi dùng khoan nổ mìn thường được lấy từ 0,71,4 m. Dựa vào chiều rộng dải
khấu, có thể xác định chiều sâu lỗ khoan theo hướng thẳng góc với gương lò chợ
bằng công thức:
r
llk =
, m.
k sd
Thường các lỗ mìn được khoan nghiêng một góc 6080o so với mặt gương,
cho nên chiều sâu lỗ khoan thực tế lớn hơn một chút so với trị số llk tính theo công
thức trên.
Tổng số lỗ mìn ở mỗi luồng khấu của lò chợ được xác định theo công thức:
q Slc
N = 1,27
, lỗ mìn ,
d2 k n
trong đó q - suất nạp thuốc nổ, kg/m3;
Slc - diện tích gương lò chợ, m2;

- mật ®é thuèc næ trong thái thuèc, kg/m3;
d - ®­êng kÝnh thái thc nỉ, m;
kn - hƯ sè n¹p thc.