Nghiên cứu đánh giá hiện trạng khai thác than tại công ty tnhh một thành viên than mạo khê vinacomin lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý cho vỉa dày dốc thoải

bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học mỏ - Địa chất

Trần thanh tuyên

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng khai thác than
tại công ty tnhh mTv than mạo khê - vinacomin.
Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý cho vỉa
dày dốc thoải

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

hà nội - 2011


bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học mỏ - Địa chất
-------------o0o------------

Trần thanh tuyên

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng khai thác than tại
công ty tnhh một thành viên than
mạo khê - vinacomin. Lựa chọn công nghệ khai
thác hợp lý cho vỉa dày dốc thoải

Chuyên ngành: khai thác mỏ
MÃ số: 60.53.05

luận văn thạc sĩ kỹ thuật
người hướng dẫn khoa học

gs.tskh Lê Nh­ Hïng

hµ néi 2011


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu trong luận văn là trung thực; các luận điểm và kết quả nghiên cứu của
luận án chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn ký tên

Trần Thanh Tuyên


mục lục
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục hình vẽ
Mở đầu
chương 1 Đặc điểm địa chất vùng than quảng

1
4

ninh và khu vực mạo khê
1.1

Đặc điểm điạ chất vùng than Quảng Ninh

4

1.1.1

Trữ lượng vùng than Quảng Ninh

4

1.1.2

Đặc điểm cấu trúc địa chất

5

1.1.3

Đặc điểm cấu tạo vỉa than

6

1.1.4

Địa chất thuỷ văn

6

1.1.5

Độ chứa khí và tính tự cháy

6

1.1.6

Chất lượng than của bể than Quảng Ninh

7

1.2

Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất vỉa 6 cánh Đông

8

khoáng sàng Mạo Khê
1.2.1

Cấu tạo vỉa

8

1.2.2

Đặc điểm đá vách, đá trụ

8

1.2.3

Đặc điểm địa chất thủy văn

9

1.2.4

Đặc điểm địa chất thủy văn

10

1.3

Nhận xét và đánh giá

12

Chương 2

tình hình khai thác than tại các vỉa

15


dày - dốc thoải trên thế giới
2.1

Tình hình khai thác than tại các vỉa dày - dốc thoải

15

trên thế giới
2.1.1

Hệ thống khai thác buồng cột cơ giới hóa toàn phần

16

2.1.2

Hệ thống khai thác gương lò chợ dài

18

2.2

Tình hình khai thác các vỉa than dày dốc thoải tại Việt

40

Nam
2.2.1

Tình hình khai thác các vỉa than dày dốc thoải tại khu

40

vực Quảng Ninh
2.2.2

Tình hình khai thác các vỉa than dày dốc thoải ở Công

49

ty than Mạo Khê
2.3
Chương 3

Nhận xét và đánh giá
Phân tích đánh giá hiện trạng khai

54
56

thác than ỏ các vỉa dày dốc thoải tại
công ty than Mạo Khê
3.1

Đánh giá công nghệ khai thác than bằng giá thủy lực

56

di động áp dụng tại lò chợ mức -25/-80 vỉa 6 Đông.
3.1.1

Hệ thống khai thác

56

3.1.2

Công tác vận tải, thoát nước

59

3.1.3

Đánh giá

60

3.2

Đánh giá công nghệ khai thác than bằng giá khung tại

63

vỉa 6 Đông lớp trụ - 80/- 25
3.2.1

Hệ thống khai thác

63

3.2.2

Công tác vận tải, thoát nước

65

3.2.3

Đánh giá

66

3.3

Kết luận

67


Chương 4 Đề xuất, lựa chọn công nghệ khai thác

69

hợp lý cho vỉa dày dốc thoải tại mỏ
than Mạo Khê.
4.1

Đề xuất công nghệ khai thác hợp lý

69

4.2

Lựa chọn công nghệ hợp lý cho vỉa dày dốc thoải tại mỏ

70

than Mạo Khê
4.2.1

Khái quát chung khu vực khai thác

70

4.2.2

Công tác chuẩn bị

72

4.3

Tính toán về khai thác

74

4.3.1

Tính toán về khai thác với gương lò chợ chống giữ

74

bằng giá thủy lực di động.
4.3.2

Tính toán về khai thác đối với lò chợ chống giữ bằng

89

giá khung thủy lực.
4.3.3

ảnh hưởng của các yếu tố địa chất đến khả năng áp

96

dụng vì chống giá khung di động trong công nghệ
khai thác lò chợ trụ hạ trần.
4.3.4

Chọn tối ưu các lò chợ áp dụng công nghệ khai thác

100

cho vỉa dày dốc thoải.
4.4

Nhận xét và đánh giá

100

Kết luận và kiến nghị

102

Tài liệu Tham khảo

104


Danh mục các bảng
Thứ tự

Nội dung

Trang

Bảng 1.1

Trữ lượng than vùng Quảng Ninh

4

Bảng 1.2

Đặc điểm vi mô và độ bền nén của địa tầng Quảng

5

Ninh
Bảng 1.3

Các chỉ tiêu cơ bản chất lượng than Quảng Ninh

7

Bảng 1.4

Tổng hợp các thông số địa chất vỉa 6 Đông

12

Bảng 2.1

Top 10 nước sản xuất than hàng đầu thế giới

15

Bảng 2.2

Đặc tính kỹ thuật của máy khai thác liên tục JOY

16

12CM17
Bảng 2.3

Đặc tính kỹ thuật của xe trung chuyển JOY 15SC32

17

Bảng 2.4

Đặc tính kỹ thuật cơ bản của một số loại máy khấu

27

combai sản xuất tại các nước khác
Bảng 2.5

Đặc tính kỹ thuật một số loại dàn chống cơ giới

30

được sản xuất và chế tạo tại Trung Quốc
Bảng 2.6

Đặc tính kỹ thuật một số loại dàn chống cơ giới

32

được sản xuất và chế tạo tại các nước khác
Bảng 2.7

Đặc tính kỹ thuật giá thủy lực di động

50

Bảng 2.8

Đặc tính kỹ thuật của giá khung đi động

52

ZH1600/16/24Z

Bảng 4.1

Kết quả tính toán ảnh hưởng của góc dốc đến độ ổn

81

định của giá
Bảng 4.2

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ

86

chống giữ bằng giá thủy lực.
Bảng 4.3

Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ chống giữ
bằng giá khung.

94


Danh mục hình vẽ
thứ tự
Hình 1.1

Nội dung
Bản đồ mặt bằng, địa chất, mặt cắt tuyến khu vực

Trang

11

vỉa 6 Đông mỏ than Mạo Khê
Hình 2.1

Máy khai thác liên tục Joy 12CM17

16

Hình 2.2

Xe trung chuyển Joy 15SC32

17

Hình 2.3

Hệ thống khai thác buồng cột cơ giới hóa toàn phần

18

Hình 2.4

Một số phương pháp khấu than cơ bản

20

Hình 2.5

Hình ảnh máy combai khấu than (a) và máy bào

21

than (b)
Hình 2.6

Các phương tiện chống giữ gương khấu than cơ bản

21

Hình 2.7

Cột chống thủy lực đơn (a), giá thủy lực di động (b)

22

và dàn tự hành (c)
Hình 2.8

Tổng hợp các sơ đồ công nghệ cơ giới hóa khấu

23

than trên thế giới
Hình 2.9

Đồng bộ thiết bị lò chợ cơ giới hóa máy khấu

25

combai và vì chống gương
Hình 2.10

Sơ đồ cơ giới hóa gương khai thác bằng máy khấu

36

combai kết hợp cột chống thủy lực đơn và đồng bộ
thiết bị phụ trợ
Hình 2.11

Sơ đồ cơ giới hóa gương khai thác bằng máy khấu

37

combai kết hợp giá thủy lực di động và đồng bộ thiết
bị phụ trợ
Hình 2.12

Sơ đồ cơ giới hóa gương khai thác bằng máy khấu
combai kết hợp dàn chống tự hành và đồng bộ thiết bị
phụ trỵ

38


Hình 2.13

Sơ đồ cơ giới hóa gương khai thác bằng máy khấu

39

combai kết hợp dàn chống tự hành có kết cấu hạ trần
than nóc và đồng bộ thiết bị phụ trợ
Hình 2.14

Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng, hạ trần

41

than lớp giữa sử dụng giá thuỷ lực di động
Hình 2.15

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò

42

chợ trụ hạ trần, sử dụng giá thuỷ lực di động
Hình 2.16

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phơng sử

43

dụng giá thuỷ lực di động, khấu than bằng cơ giới
hoá
Hình 2.17

Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ cơ giới hoá đồng

44

bộ
Hình 2.18

Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng, hạ trần

45

than
Hình 2.19

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương, lò

47

chợ trụ hạ trần than
Hình 2.20

Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phương,

48

khấu toàn bộ chiều dày vỉa
Hình 2.21

Cấu tạo giá thuỷ lực di động XDY-1T2LY

51

Hình 2.22

Giá khung di động ZH1600/16/24Z

53

Hình 3.1

Sơ ®å hƯ thèng khai th¸c sư dơng gi¸ thđy lùc di

58

động XDY tại mỏ Mạo Khê
Hình 3.2

Một số hiện tượng thường gặp trong quá trình khai

62

thác lò chợ sử dụng giá thuỷ lực di động
Hình 3.3

Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ trụ hạ trần sử

64

dụng giá khung di động tại mỏ than Mạo Khê.
Hình 4.1

Sơ đồ các đường lò chuẩn bị vỉa 6 Đông lớp trụ.

73


Hình 4.2

Sơ đồ nguyên lý làm việc của giá thủy lực trong

74

gương lò chợ.
Hình 4.3

Phân bố lực trong hệ tương quan giá thủy lực và nóc

79

- nền lò chợ.
Hình 4.4

ảnh hưởng góc nghiêng của cột đến độ ổn định giá

83

thủy lực.
Hình 4.5

Sơ đồ công nghệ khai thác than lớp trụ hạ trần

88

chống giữ bằng giá thủy lực di động.
Hình 4.6

Sơ đồ nguyên lý làm việc của giá thủy lực trong

89

gương lò chợ.
Hình 4.7

Sơ đồ công nghệ khai thác áp dụng giá khung di
động.

95


1

Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện tại, Công ty THHH MTV than Mạo Khê đang áp dụng các công
nghệ khai thác khác nhau cho các vỉa than khác nhau. Khai thác than hầm
lò là một xu thế tất yếu đối với ngành công nghiệp khai thác than Việt Nam.
Các mỏ than lộ thiên ngày càng xuống sâu, nhu cầu cung cấp than cho
ngành kinh tế ngày càng tăng, mở rộng khai thác than hầm lò đối với Tập
đoàn than khoáng sản Việt Nam là một vấn đề cấp thiết. Là một công ty
trực thuộc tập đoàn than khoáng sản Việt Nam công ty than Mạo Khê đang
khai thác sản lợng than không nhỏ cho nền kinh tế vì vậy việc: Nghiên
cứu đánh giá hiện trạng khai thác than tại Công ty TNHH MTV than Mạo

Khê - Vinacomin. Lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý cho vỉa dày dốc
thoải, nhằm tăng năng suất lao động và sản lợng mà vẫn đảm bảo công
tác an toàn là một vấn đề cấp bách và cần thiết.
2. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:
- Đối tợng nghiên cứu: Công ty THHH MTV than Mạo Khê Vinacomin.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng khai thác than hầm
lò và đề xuất phơng pháp mở vỉa chuẩn bị khai thác than xuống sâu cho
Công ty THHH MTV than Mạo Khê -Vinacomin.
3. Mục đích của đề tài:
Đánh giá đặc điểm địa chất, đánh giá hiện trạng khai thác và những
nhợc điểm, hiệu quả của các công nghệ khai thác than đối với các vỉa dày
có độ dốc thoải.
Qua đánh giá làm rõ tính hợp lý của sơ đồ công nghệ khai thác vỉa
dày dốc thoải và đề xuất công công nghệ khai thác hợp lý cho các vỉa dày
dốc thoải của mỏ than Mạo Khê.
4. Nội dung của luận văn
+ Nghiên cứu, phân tích đặc điểm địa chất khoáng sàng bể than
Quảng Ninh và mỏ than Mạo Khê.


2

+ Nghiên cứu, phân tích các công nghệ khai thác vỉa dày dốc thoải
đang đợc áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới.
+ Phân tích các công nghệ khai thác cho các vỉa dày dốc thoải của
mỏ than Mạo Khê, đánh giá hiệu quả áp dụng và đề xuất công nghệ khai
thác hợp lý. Thiết kế khai thác cho điều kiện vỉa 6 Cánh Đông khoáng sàng
Mạo Khê.
5. Các phơng pháp nghiên cứu
Luận văn đà sử dụng tổng hợp các phơng pháp nghiên cứu sau:

- Phơng pháp thống kê, phân tích và tổng hợp số liệu;
- Phơng pháp địa chất;
- Phơng pháp phân tích đánh giá thực nghiệm;
- Phơng pháp chuyên gia.
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
- Đánh giá chính xác hiệu quả của các công nghệ khai thác áp dụng
với vỉa dày dốc thoải tại Công ty TNHH một thành viên than Mạo Khê Vinacomin.
- Nghiên cứu ảnh hởng của điều kiện địa chất, lựa chọn công nghệ
khai thác hợp lý cho vỉa dày dốc thoải tại Công ty TNHH một thành viên
than Mạo Khê Vinacomin, nhằm nâng cao năng suất lao động, tăng sản
lợng khai thác và đảm bảo an toàn sản xuất.
7. Cơ sở tài liệu và cấu trúc luận văn
Luận văn đợc xây dựng trên cơ sở các tài liệu địa chất, trắc địa, công
nghệ khai thác tại Công ty than Mạo Khê, các công trình nghiên cứu khoa
học ứng dụng ở trong và ngoài nớc, các thiết kế khai thác của Viện KHCN
Mỏ và Công ty than Mạo Khê đà đợc áp dụng thử nghiệm tại khoáng sàng
khu vực Mạo Khê.
Luận văn gồm: Phần mở đầu, 04 chơng, kết luận chung, bảng biểu,
hình vẽ. Luận văn đợc hoàn thành dới sự hớng dẫn khoa học của GS.TSKH
Lê Nh Hïng.


3

Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Ban Giám hiệu
trờng Đại học Mỏ - Địa Chất, Phòng Đại học và sau Đại học, Khoa Mỏ,
Bộ môn Khai thác hầm lò, Ban lÃnh đạo công ty than Mạo Khê... đà giúp đỡ
tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận văn. Đặc biệt là sự hớng dẫn, giúp đỡ tận tình của GS.TSKH Lê Nh
Hùng và các thầy giáo trong Bộ môn khai thác hầm lò, trờng Đại học Mỏ Địa Chất. Đồng thời tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn đối với các nhà khoa học,

các bạn đồng nghiệp và ngời thân đà tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn này.


4

Chơng 1
đặc điểm địa chất vùng than quảng ninh
và khu vực mạo khê
1.1.Đặc điểm địa chất vùng than Quảng Ninh
1.1.1. Trữ lợng vùng than Quảng ninh
Trữ lợng than không khói cđa ViƯt Nam tËp trung chđ u ë vïng
Qu¶ng Ninh. Khoáng sàng than kéo dài từ Phả Lại - Hải Dơng đến Kế Bào
với diện tích khoảng 300 km2. Trữ lợng địa chất xác định tính đến ngày
1/1/2000 là 3,222 tỷ tấn. Độ tin cậy của công tác thăm dò thấp, cấp A + B
chỉ đạt 13%; Cấp C1 chiếm 56%. Trữ lợng than nằm ở phần sâu phải khai
thác hầm lò rất lớn chiếm gần 80% tổng trữ lợng cả vùng. Trữ lợng than
đợc phân theo vùng ở bảng 1.1.
Bảng 1.1: Trữ lợng than vùng Quảng Ninh
Phân cấp theo trữ lợng, 1000 tấn
TT

1

Tên khu vực

A+B

C1

C2

A + B + C1 +

(%)

(%)

(%)

C2

Uông Bí - Bảo

84,98

723,23

524,21

1332,432

Đài

6,38

54,28

39,34

41,34

30,38

320,81

254,29

605,49

5,02

52,98

42

18,88

302,96

747,82

234,24

1285

23,53

58,19

18,24

39,78

418,32

1791,86

1012,74

3222,95

13%

56%

31%

100%

2

Hòn Gai

3

Cẩm Phả

Cộng

5

1.1.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất
Nham thạch trong địa tầng chứa than chủ yếu là các loại sét kết, bột
kết và cát kết. Các tập lớp nham thạch này nằm xen kẽ nhau, có chiều dày
thay đổi lớn và là thành phần chủ yếu vách trực tiếp, vách cơ bản và trụ của
các vỉa than, tính chất cơ lý đá vách, trụ vỉa than thay đổi trong phạm vi lớn.
Đất đá có trong địa tầng than Quảng Ninh thành 10 loại theo dấu hiệu vi
mô và độ bền nén ghi ở bảng 1.2.
Bảng 1.2: Đặc điểm vi mô và độ bền nén của địa tầng Quảng Ninh
MÃ
TT

Độ bền nén

hiệu

Tên đá và đặc điểm

thiên độ bền nén

trung bình

loại

vi mô

n

n

( Kg/cm2)

( kg/cm2)

100 ÷ 190

100 ÷ 150

60 ÷ 100

100

100 ÷ 410

150 ÷ 350

90 ữ 400

200 ữ 340

đá
1

Khoảng biến

S1

Sét kết phân lớp mỏng,

mềm bở, dễ hoá dẻo

2

S2

Sét

than

phân

lớp

mỏng, mềm dễ vỡ vụn
3

S3

Sét kết thờng ph©n líp
máng

4

B1

Bét kÕt ph©n líp máng,
kĐp chØ than

5

B2

Bét kÕt ph©n lớp mỏng

100 ữ 480

150 ữ 400

6

B3

Bột kết phân lớp dầy

210 ữ 1200

400 ữ 900

7

C1

Cát kết hạt mịn

380 ữ 2380

700 ữ 1200

8

C2

Cát kết hạt vừa

220 ữ 2160

600 ữ 1200

9

C3

Cát kết hạt thô

600 ữ 1890

600 ữ 1100

10

CS

Cuội sạn kết

760 ữ 2770

600 ữ 1400

6

1.1.3. Đặc điểm cấu tạo vỉa than
Các vỉa than vùng Quảng Ninh có cấu tạo đơn giản chiếm khoảng
29%, số lợng còn lại là các vỉa có cấu tạo phức tạp và rất phức tạp. Các vỉa
than không ổn định về chiều dầy và góc dốc chiếm tỷ lệ cao ( gần 1/2 tổng
trữ lợng). Cấu tạo vỉa có chứa các lớp đá kẹp với số lợng, chiều dầy và
tính chất cơ lý của chúng thờng biến đổi. Các vỉa than bị phân cắt bởi hàng
loạt đứt gẫy, phay phá. Nếu chỉ tính riêng các đứt gÃy lớn thì mức độ là thấp
(dới 50m/ha). Nhng trong quá trình đào lò chuẩn bị và khai thác đà phát
hiện đợc nhiều phay phá có biên độ nhỏ. ở mỏ Vàng Danh trong quá trình
thăm dò chỉ phát hiện đợc 7% đứt gÃy có biên độ dịch chuyển < 15 cm.
Còn 93% đứt gÃy là do phát hiện trong quá trình khai thác. ở mỏ Mạo khê
phát hiện 88 đứt gÃy và mỏ Hà lầm 129 đứt gÃy có biên độ nhỏ bắt gặp
trong quá trình khai thác và đào lò chuẩn bị.
1.1.4. Địa chất thuỷ văn
Kết quả bơm nớc thí nghiệm vùng Hòn Gai - Cẩm phả thì lu lợng
nớc các lỗ khoan đa số dới 1 lít/ giây. Hệ số thẩm thấu của nham thạch
đa số dới 0,1 m/ ngày đêm và thay đổi đến 0,52 m/ ngày đêm. Kết quả
quan trắc mức nớc ở các lỗ khoan và lợng nớc thoát ra ở các đờng lò
cho thấy nớc trong trầm tích chứa than liên quan chặt chẽ với nớc mặt và
chịu ảnh hởng rất lớn của mùa ma nhiệt đới.
1.1.5. Độ chứa khí và tính tự cháy
Theo báo cáo thăm dò địa chất các mỏ hầm lò ở Quảng Ninh về độ
chứa khí tự nhiên ở mức đang khai thác hiƯn nay cã khÝ cÊp I, cã mét vµi má
tiÕp cận cấp II. Đặc biệt sau sự cố nổ khí CH4 ngày 19/1/1999 tại mỏ Mạo khê
thì Mỏ đà đợc chuyển sang chế độ mỏ có khí Mê tan loại III và năm 2006,
trong quá trình khai thác xuống sâu độ xuất khí Mê tan của mỏ Mạo khê đÃ
tăng lên và đợc xếp vào mỏ siêu hạng về khí Mê tan. Trong quá trình khai

7

thác tại các mỏ hầm lò hầu nh cha gặp hiện tợng phụt khí đột ngột, chỉ có
một vài trờng hợp xảy ra cháy khí CH4 khi đào lò chuẩn bị trong than để mở
khai trờng, nơi không đợc thông gió tốt.
1.1.6. Chất lợng than của bể than Quảng Ninh
Vùng than Quảng Ninh có tới 96,19% là than Antraxit và bán
Antraxit, thuộc loại than quí hiếm trên thế giới. Than Quảng Ninh không
những đáp ứng đợc các nhu cầu sử dụng trong nớc mà còn có giá trị xuất
khẩu cao. Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lợng than Quảng Ninh đợc
ghi ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Các chỉ tiêu cơ bản chất lợng than Quảng Ninh

TT

Chỉ tiêu

Ký

Đơn

hiệu

vị

Than vùng Quảng Ninh
Nhỏ

Lớn

Trung

nhất

nhất

bình

1

Độ ẩm phân tích

Wpt

%

0,87

2,18

1 ữ 1,15

2

Độ tro khô

AK

%

9,73

23,64

16

3

Chất bốc

Vch

%

7,62

9,78

8,52

4

Nhiệt lợng

Qch

Kcal

8,12

8,685

8,3

5

Tỷ trọng



G/cm3

1,45

1,5

1,48

6

Lu huỳnh

Sch

%

0,29

0,36

0,32

độ

1,025

1,861

1,435

7

Nhiệt độ nóng chảy
tro than


8

1.2. Đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất vỉa 6 cánh Đông khoáng sàng
Mạo Khê
1.2.1. Cấu tạo vỉa
Vỉa 6 đông tầng -80/-25 có cấu tạo tơng đối phức tạp, vØa than cã
n nÕp cơc bé dÉn ®Õn ®é dèc vỉa không ổn định. Vỉa than có từ 3 đến 7
lớp đá kẹp, thành phần đá kẹp là sét kết và sét kẹp than mỏng tơng đối
mềm yếu. Vỉa 6 có cấu tạo hai lớp đặc trng, trong đó lớp vách dày hơn lớp
trụ. Chiều dày vỉa than từ 5,59 m đến 6,03 m. Trong đó, lớp vách có chiều
dày từ 3,09 ữ 3,30m, trung bình 3,20 m. Lớp trụ có chiều dày từ 2,50
ữ2,79m trung bình 2,64m, giữa lớp vách và lớp trụ là lớp sét, sét than xen
chỉ than. Vỉa 6 đông XVTBI đến XVĐBII, chiều dài theo phơng 1800m

chia làm hai đoạn có độ dốc khác nhau.
* Đoạn từ XVTBI mức 80 đến tuyến VIa (cúp 14 mức 25) chiều
dài theo phơng 1200m. Độ dốc vỉa từ 280 ữ 350 cục bộ có uốn nếp làm vỉa
tăng độ dốc 400
- Lớp vách chiều dày vỉa 3,30m, chiều dµi theo h−íng dèc 100m.
- Líp trơ chiỊu dµy vØa 2,79m, chiều dài theo hớng dốc 100m .
* Đoạn từ tuyến VIa đến XVĐBII -80 chiều dài theo phơng 600m.
Độ dèc vØa tõ 350 ÷ 450 cơc bé cã n nếp làm vỉa tăng độ dốc 450
- Lớp vách chiều dµy vØa 3,09m, chiỊu dµi theo h−íng dèc 80m.
- Líp trơ chiỊu dµy vØa 2,50m, chiỊu dµi theo h−íng dèc 80m.
1.2.2. Đặc điểm đá vách, đá trụ
+ Đặc điểm đá vách:
Vỉa 6 đôi chỗ có lớp vách giả là sét than dày từ 0,14 đến 1,8m trung
bình là 1,0m.
Vách trực tiếp là đá sét kết có chiều dày từ 3,0m ®Õn 6,0m, ph©n líp
máng tõ 0.08 ®Õn 1.20 m mỊm yếu có độ cứng f = 3 ữ 4, tiếp ®Õn lµ bét kÕt


9

màu xám tro đôi chỗ có kẹp lớp sét kết phân lớp mỏng tơng đối rắn, độ nứt
nẻ cao, chiều dày biến đổi từ 10,5 đến 20,6m trung bình 12m, f = 5 ữ 6.
Vách cơ bản là cát kết chiều dày từ 45,0m đến 80m trung bình là 60
có màu xám sáng f = 7 ữ 8.
+ Đặc điểm đá trụ:
Trụ trực tiếp là lớp sét kết xen kẹp các chỉ than phân lớp mỏng, chiều
dày trung bình 1,5m tơng đối mềm bở, dễ trơng lở khi gặp nớc và gây ra
hiện tợng bùng nền.
Trụ cơ bản là lớp bột kết và cát kết phân lớp từ trung bình đến dầy,
rắn chắc.

+ Vỉa 6 đông có gặp một số đứt gÃy nhỏ: Đứt gÃy FQ cắt qua vỉa 6 ở
vị trí phía đông cúp 1 mức -80, biên độ dịch chuyển từ 0,5 đến 2 mét và có
nớc ngầm lu lợng đến 3 m3/h. Mức -25 tại vị trí cóp 14, cóp 16 vµ qua
cóp 17 lµ 80 mÐt có gặp 3 đứt gÃy nhỏ khác, hớng cắt của đứt gÃy gần theo
hớng dốc vỉa than, biên độ dịch chuyển các đứt gÃy này dao động từ 0,8
đến 3 mét, trong phạm vị đứt gÃy cắt qua vỉa than bị vò, uốn nếp cục bộ và
đặc biệt có kèm theo nớc ngầm lu lợng đến 5 m3/h. ở các mức khai thác
trên cao đều phải đào thợng tránh.
1.2.3.Đặc điểm địa chất thủy văn
Nớc mặt tập trung chủ yếu ở các suối chính và trong các moong khai
thác. Các suối chính nh: Văn lôi, Bình minh, Tràng bạch, các suối này dốc
và rộng, có nhiều suối nhánh, khi có ma nớc tập trung rất nhanh, một số
đoạn của suối Văn lôi, Bình minh đà bị sụt lún làm nớc suối chảy trực tiếp
xuống hầm, vào mùa khô ít ma lòng suối thờng khô cạn. Các hồ, moong
khai thác lộ thiên tËp trung chđ u ë C¸nh nam, gåm c¸c hå: Văn lôi, Cơ
khí mỏ, Nhà sàng Pháp, Đoàn kết, Vạn trờng, về mùa khô lợng tích nớc
giảm dần, các hồ cạn khô.


10

Nớc dới đất: Nớc trong trầm tích đệ tứ: Phân bố chủ yếu ở khu đồi
thuộc Cánh nam. Nớc trong tầng này ảnh hởng trực tiếp đến việc mở cửa lò
và khai thác nông, song phạm vi phân bố nhỏ, chiều dầy mỏng nên chỉ có
nớc tạm thời.
Nớc trong trầm tÝch Neogen: Ph©n bè chđ u ë khu vùc tun
T.Id chiều dầy từ 30 ữ 300 m, càng xa T.Id chiều dầy càng tăng lên. Thành
phần nham thạch chủ yếu là sét pha hạt mịn, cát pha sét, phần lớn ở dạng
bán keo kết.
Vỉa 6 phần đông Xuyên vỉa chính ®· khai th¸c hÕt ®Õn tuyÕn VII tõ

møc –25/ lé vỉa, đầu lộ vỉa có các moong lộ thiên đà và đang khai thác, trên
bề mặt địa hình có độ cao từ +80 đến +140m, đoạn giữa tuyến VII đến
T.VIII có dòng suối Bình Minh chảy qua, nên vào mùa ma nớc mặt qua
các hệ thống khe nứt dễ thẩm thấu xuống, tích đọng trong lò cũ đà khai thác
kết hợp với lợng nớc di động nằm trong lớp đá sa thạch vách trụ cơ bản.
Vì vậy trong quá trình khai thác cần chú ý các biện pháp an toàn phòng
chống bục nớc.
1.2.4. Độ xuất khí và xếp hạng mỏ
Theo quyết định số 1081/QĐ-BCN của Bộ công nghiệp ngày
27/4/2006 về việc sắp xếp loại mỏ theo độ suất khí mê tan, Công ty than
Mạo khê đợc xếp loại siêu hạng về độ thoát khí CH4 tơng đối là
15,2m3/T. ng - ®ªm.


11

Hình 1.1. Bản đồ địa chất khu vực vỉa 6 Đông mỏ than Mạo Khê


12

1.3. Nhận xét và đánh giá
Vùng than Quảng Ninh là nơi tập trung trữ lợng than không khói
của cả nớc, hàng năm sản xuất ra khối lợng than lớn cung cấp cho các
ngành công nghiệp và xuất khẩu. Đất đá trong vïng chøa than chđ u lµ
sÐt kÕt, bét kÕt và cát kết. Các vỉa than đa phần có cấu tạo phức tạp đến rất
phức tạp, không ổn định về chiỊu dµy vµ gãc dèc chiÕm tû lƯ lín. VØa than
có nhiều đá kẹp và bị phân lớp bởi các phay phá đứt gẫy. Các mỏ than đang
khai thác đa phần vẫn ở mức nông nên độ chứa khí không lớn các mỏ chủ
yếu xếp loại mỏ hạng 1 về khí nhng trong tơng lai khi khai thác xuống

sâu độ chứa khí sẽ tăng lên cần có các biện pháp đề phòng cháy nổ khí mê
tan.
Công ty than Mạo Khê nằm trong khu vực có địa chất rất phức tạp có
nhiều phay phá đứt gẫy điều kiện vỉa không ổn định vỉa than có nhiều đá
kẹp và biến động về góc dốc và chiều dày kho khăn cho việc áp dụng cơ
giới hóa vào sản xuất. Do vậy, việc lựa chọn ra các công nghệ khai thác hợp
lý với các điều kiện địa chất của mỏ là rất quan trọng trong việc nâng cao
sản lợng và đảm bảo an toàn trong sản xuất đáp ứng đợc nhu cầu than
ngày càng tăng của nền kinh tế.
bảng 1.4. tổng hợp các thông số địa chất vỉa 6 Đông
Khu

Công

Chiều dầy vỉa (m)

Độ tro

Độ cao

vực

trình

Lớp vách ( đá kẹp ) Lớp trụ

AK(%)

trụ vỉa

XV -25

4,54 –2,83

§é
dèc
vØa

Møc -25

cóp 1

0,16(0,16)0,8(0,16)0,5(1,09)
1,52(0,11)1,42(0,49)0,33

11,70% 14,45%

450
390


13

bảng 1.4. tổng hợp các thông số địa chất vỉa 6 Đông (tiếp theo)
Khu

Công

Chiều dầy vỉa (m)

Độ tro

Độ cao

vực

trình

Lớp vách ( đá kẹp ) Lớp trụ

AK(%)

trụ vỉa

cúp 2
cúp 3
cúp 4
cúp 5

2,86(0,3)1,15(0,25)0,3(1,09)
1,52(0,11)1,42(0,49)0,33
1,17(0,12)0,46(0,19)0,87(0,46)
1,64(0,70)1,86(0,17)0,84
0,15(0,06)0,75(0,06)1,38(0,03)
0,30(0,03)0,22(0,8)3,32
3,90(0,27)2,7(0,48)1,53(1,58)
4,36

Độ
dốc

vỉa
390
400
380
340

4,23(0,11)0,97(0,11)0,69(0,57)
cúp 6

0,97(0,17)0,91(1,09)0,4(0,17)

350

0,75(3,55)2,29
cúp 7
Cúp 8
Cúp 10

2,75(0,1)0,5(0,15)1,0(1,70)
1,08(0,04)1,76(0,09)1,50
6,00 ữ 2,52
2,24(0,15)0,69(0,35)0,35(0,64)
0,78(1,33)2,85(0,53)0,10

320
300
320

2,48(0,37)0,37(0,46)0,54(0,76)
Cúp 11

0,96(0,39)0,34(1,3)0,52(0,12)

360

2,84(1,01)0,25
1,46(0,21)0,21(0,12)0,27(0,54)
Cúp 12

0,27(0,54)0,09(0,09)0,57(1,61)
0,54(0,54)3,51

380


14

bảng 1.4. tổng hợp các thông số địa chất vỉa 6 Đông (tiếp theo)
Khu
vực

Công
trình

Chiều dầy vỉa (m)
Lớp vách ( đá kẹp ) Lớp trụ

Độ tro
AK(%)

Độ cao
trụ vỉa

Độ
dốc
vỉa

Cúp 14

0,86(0,14)1,6(0,71)1,13(1,30)
0,66(0,27)0,83(0,11)0,17
2,22(0,12)0,43(0,4)0,18(0,37)
0,28(0,55)0,28(1,17)2,03

XV
25MR
Mức -80

XV
25MR

3,67 ữ 7,31

25,04 ÷
19,7%

300

XV -80

XV - 80

3,95 ÷ 3,69

26,81% ÷
14,34%

430

XV 6 ÷7

Cóp 2

2,74(0,46)0,2(0,36)0,93(0,57)
1,56(1,4)0,73(0,05)1,78
0,85(0,32)0,32(0,09)0,26(0,09)
1,42(1,52)2,74
Đào đến trụ vỉa than(dừng đào)

360

Cúp 3

Đào đến trụ vỉa than

330

Cúp 4

Đào đến trụ vỉa than

310

Cúp 5

Đào đến trụ vỉa than

300

Cúp 6

Đào đến trụ vỉa than

290

Cúp 7

Đào đến trụ vỉa than
1,29(0,6)0,5(0,84)2,05(0,12)
1,44
0,97(0,4)0,84(1,02)2,56(0,42)
0,46

320

Cóp 13

Cóp 1

T.IV

LK.11

T.V

LK.15

T.VI

LK.369

1,47 ÷ 1,23

T.VII

LK.23

1,49(1,77)1,37

380
400

320
420

17,91% ÷
23,95%
18,99% ÷
21,18%
24,07%÷

24,07%
31,08%

-52,65

520

-162,9
-100,9
-190,5

300


15

CHƯƠNG 2
tình hình khai thác than tại các vỉa dày - dốc thoải
trên thế giới
2.1. Tình hình khai thác than tại các vỉa dày - dốc thoải trên thế giới
Khoảng 6185 triệu tấn than đá đợc sản xuất trên toàn thế giới và
1042 tấn than nâu. Các nớc sản xuất than lớn nhất không giới hạn trong
một khu vực bao gồm Trung Quốc, Mỹ, ấn Độ, úc và Nam Phi.
Bảng 2.1: Top 10 nớc sản xuất than hàng đầu thế giíi

Trung Qc

3162 TriƯu tÊn

Nga

248 TriƯu tÊn

Mü

932 TriƯu tÊn

Indonesia

173 TriƯu tÊn

Ên §é

538 TriƯu tÊn

Kazakhstan

105 TriƯu tÊn

óc

353 TriƯu tÊn

Ba lan

77 TriƯu tÊn

Nam Phi

255 Triệu tấn

Colombia

74 Triệu tấn

( Nguồn Cơ quan năng lợng qc tÕ )
HiƯn nay, trªn thÕ giíi sư dơng hai hình thức khai thác chủ yếu là
khai thác than hầm lò và khai thác than lộ thiên. Xu hớng chung là phần
trữ lợng than khai thác đợc bằng lộ thiên đang giảm dần, khai thác ngày
càng xuống sâu và chuyển dịch dần sang khai thác than hầm lò.
Tại các nớc công nghệ khai thác than phát triển đối với các vỉa than
dày dốc thoải khai thác hầm lò họ chủ yếu sử dụng hai hình thức khai thác
đó là hệ thống khai thác buồng cột cơ giới hóa toàn phần và hệ thống khai
thác gơng lò chợ dài sử dụng giàn tự hành và máy khấu than.