Nghiên cứu công nghệ cơ giới hóa phù hợp khai thác trong điều kiện các vỉa dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng, đá vách, trụ vỉa yếu tại các mỏ hầm lò vùng Mạo Khê - Uông Bí

THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CƠ GIỚI HÓA PHÙ HỢP KHAI THÁC
TRONG ĐIỀU KIỆN CÁC VỈA DÀY TRUNG BÌNH, GĨC DỐC VỈA NGHIÊNG,
ĐÁ VÁCH, TRỤ VỈA YẾU TẠI CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG MẠO KHÊ - NG BÍ


TS. Lê Văn Hậu, TS. Lê Đức Ngun,
ThS. Ngô Văn Thắng
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin


Biên tập: TS. Đào Hồng Quảng
Tóm tắt:
Trữ lượng các khu vực vỉa dày trung bình, dốc nghiêng có điều kiện đá vách, trụ vỉa yếu tập trung
chủ yếu tại các mỏ than hầm lị vùng Mạo Khê - ng Bí. Để khai thác trong điều kiện vỉa như trên,
các mỏ than hầm lị vùng Quảng Ninh chủ yếu áp dụng cơng nghệ khấu gương bằng khoan nổ mìn,
chống giữ bằng các vì chống thủy lực với năng suất lao động, cơng suất lị chợ thấp và mức độ an
tồn cịn hạn chế. Do vậy, nghiên cứu cơng nghệ cơ giới hóa khai thác nhằm nâng cao hiệu quả khai
thác và mức độ an tồn là nội dung chính của bài báo.
1. Đặt vấn đề
Kết quả đánh giá trữ lượng và điều kiện địa
chất tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
cho thấy, trữ lượng có khả năng áp dụng cơng
nghệ cơ giới hóa (CGH) khai thác khoảng 231,1
triệu tấn, trong đó trữ lượng thuộc phạm vi vỉa
than dày trung bình, dốc thoải đến nghiêng
khoảng 60,6 triệu tấn [2], bao gồm cả phần trữ
lượng các khu vực có điều kiện địa chất kém
thuận lợi do yếu tố góc dốc vỉa lớn (từ 25 ÷ 350),
đá vách, trụ vỉayếu và tập trung chủ yếu tại một

số mỏ than hầm lò vùng Mạo Khê - ng Bí).
Trong khi đó, hiện nay việc nhân rộng các mơ
hình cơng nghệ CGH đồng bộ khai thác tại các
mỏ than hầm lò vùng Quang Ninh còn hạn chế.
Nguyên nhân chủ yếu do các dây chuyền CGH
đang áp dụng có kích thước và trọng lượng lớn,
khả năng thích nghi với điều kiện góc dốc vỉa
lớn, biến động địa chất phức tạp vùng Quảng
Ninh thấp, nên việc đầu tư áp dụng các dây
chuyền CGH có mức độ rủi ro cao. Do vậy, công
nghệ khai thác khấu gương bằng khoan nổ mìn,
chống giữ lị chợ bằng các loại vì chống thủy
lực (cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động, giá
khung, giá xích) hiện vẫn chiếm vai trị chính,
đóng góp 60 ÷ 65% tổng sản lượng than hầm
lị hàng năm của TKV. Do đó, việc nghiên cứu
cơng nghệ CGH khai thác trong điều kiện vỉa
có đá vách, trụ yếu và góc dốc vỉa lớn sẽ góp
phần thực hiện thành cơng chủ trương của
TKV, sản lượng than khai thác bằng công nghệ
CGH đồng bộ đạt mức 20 ÷ 25% tổng sản
lượng than khai thác hầm lò vào năm 2020.
2. Kinh nghiệm áp dụng công nghệ
CGH trong điều kiện đá vách, trụ vỉa yếu

Tại Trung Quốc, từ sau năm 2000 đã nghiên
cứu, chế tạo thành cơng các mơ hình cơng nghệ
CGH đồng bộ khai thác phù hợp với điều kiện
địa chất kém thuận lợi như góc dốc vỉa lớn, đá
vách, trụ vỉa và gương than mềm yếu, kém ổn

định… Kết quả áp dụng đã cho các chỉ tiêu kinh
tế kỹ thuật tương đối tốt, ví dụ: tại lị chợ J5622070 thuộc mỏ Thiên An 9 - Bình Đỉnh Sơn - Hà
Nam, khu vực có chiều dày vỉa trung bình 2,9m;
góc dốc từ 8 ÷ 310; độ cứng của than f = 1,0 ÷
1,2; vách trực tiếp là sét kết đôi chỗ là bột kết,
vách cơ bản thuộc cấp II; trụ trực tiếp là sét kết;
lưu lượng nước chảy vào lò chợ từ 3 ÷ 4 m3/h.
Trong điều kiện như trên, mỏ áp dụng sơ đồ công
nghệ (SĐCN) khai thác cột dài theo phương,
khấu than bằng máy khấu MG250/600-AWD kết
hợp máng cào SGZ-764/500; chống giữ lò chợ
bằng giàn chống ZY4000/17/37 và giàn quá độ
ZY5000/18/38. Chiều dài theo phương của lò
chợ 580m, theo hướng dốc 160m. Để ứng xử
với điều kiện địa chất vỉa bất lợi, mỏ đã áp dụng
một số giải pháp kỹ thuật như: khấu vê để giảm
góc dốc biểu kiến của lị chợ; sử dụng kích chống
trơi, chống trượt, kích chống lún đế giàn... nên
sản lượng lò chợ đạt 45.920 tấn/tháng, tương
đương với cơng suất 551.000 tấn/năm [3].
Tại lị chợ J56-10030 mỏ số 10 - Bình Đỉnh
Sơn - Hà Nam khai thác các vỉa than có góc dốc
trung bình 250, cục bộ đến 350, dày trung bình
2,7m. Phía trên vỉa than có lớp vách giả sét kết,
chiều dày 0,2m; vách trực tiếp là lớp bột kết chiều
dày 2,9m; vách cơ bản gần phay tương đối dập
nát; trụ trực tiếp là bột kết màu xám và sét kết. Độ
xuất khí mêtan tương đối là 2,5 m3/tấn, lưu lượng
nước thường xuyên chảy vào lị chợ khoảng 10
KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LỊ

7


THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ

m3/h. Chiều dài lị chợ theo hướng dốc 120m,
theo phương 1.007m. Đồng bộ thiết bị sử dụng
bao gồm giàn chống loại tăng cường khả năng
chống trượt, chống đổ và chống lún nền mã hiệu
ZQY2000/14/31, máy khấu than MLS3PH-170 kết
hợp máng cào SGWD-180PB. Sản lượng lị chợ
đạt 2.300 tấn/ngày, tương đương với cơng suất
714.000 tấn/năm, NSLĐ bình qn 20,9 tấn/
cơng, cao nhất đạt 25,52 tấn/cơng [3]. Ngồi ra,
một số mỏ hầm lị như Doanh Cốc Sơn, Hồng
Quảng, Xương Hưng, Phổ Gia,... thuộc tỉnh Quý
Châu cũng đã triển khai áp dụng thành công
công nghệ CGH khai thác vỉa dày trung bình, dốc
thoải đến dốc nghiêng, đá vách, trụ vỉa là sét kết
mềm yếu. Sản lượng khai thác đạt từ 450 ÷1.200
nghìn tấn/năm, NSLĐ đạt từ 40 ÷ 70 tấn/công.
Ở trong nước, công nghệ CGH khai thác
đã được nghiên cứu và đưa vào áp dụng từ
những năm 1967 ÷ 1970. Cho đến nay, trong
tồn TKV đã có 10 dây chuyền CGH khấu than
bằng máy cho đối tượng vỉa thoải đến nghiêng
được đưa vào áp dụng, hiện có 07 dây chuyền
đang hoạt động [2] gồm: Hà Lầm (02 lò chợ);
Khe Chàm (02 lò chợ); Vàng Danh, Quang

Hanh, Dương Huy (mỗi đơn vị có 01 lị chợ).
Sản lượng khai thác bằng cơng nghệ CGH tăng
từ 115,2 nghìn tấn năm 2002 (chiếm 1,9% tổng
sản lượng than hầm lò) lên 2.950,6 nghìn tấn
năm 2018 (chiếm 12,7% tổng sản lượng than
hầm lị). Sản lượng than khai thác bằng công
nghệ CGH từ năm 2002 ÷ 2018 xem hình 1.
Сơng nghệ CGH đồng bộ khai thác khấu hết

chiều dày vỉa được triển khai áp dụng đầu tiên
trong ngành than tại Công ty than Khe Chàm (năm
2005), đồng bộ thiết bị gồm giàn chống tự hành
ZZ-3200/16/26, máy khấu than MG150/375-W.
Các khu vực áp dụng có chiều dày vỉa từ 0,6 ÷
4,94m, góc dốc phổ biến từ 1 ÷ 20o, một số vị trí
lên tới 24 ÷ 270. Hầu hết các khu vực áp dụng
tồn tại lớp vách giả sét kết, sét than mềm, chiều
dày từ 0,5 ÷ 1,0m; đá trụ vỉa chủ yếu là bột kết
bền vững, đơi chỗ là sét kết. Chiều dài lị chợ
theo phương từ 330 ÷ 680m, theo hướng dốc từ
109 ÷ 148m. Thời điểm thuận lợi, sản lượng lò
chợ đạt 40.000 ÷ 51.000 T/tháng, tương đương
cơng suất 480.000 ÷ 600.000 T/năm. Tuy nhiên,
phần lớn thời gian hoạt động, sản lượng lị chợ
duy trì từ 15.000 ÷ 35.000 T/tháng [3]. Ngun
nhân chủ yếu dẫn đến sản lượng lò chợ thấp
do: Tại một số lị chợ phía trên vỉa than là lớp
vách giả sét kết, sét than rất dễ tụt lở trước
gương, lò chợ phải khấu bộ bằng cột TLĐ + xà
thép tiến trước để đón giàn; Thường xuyên phải

khấu vượt các phay phá với biên độ từ 1,0 ÷
2,6m; Góc dốc vỉa > 200, lị chợ phải khấu vê để
đưa góc dốc biểu kiến của lò chợ nhỏ hơn 200.
Năm 2015, tại Công ty than Dương Huy đã
triển khai áp dụng công nghệ CGH đồng bộ
khấu hết chiều dày vỉa sử dụng giàn chống tự
hành ZY3200/16/36 kết hợp với máy khấu than
MG300/700-W. Các khu vực áp dụng có chiều
dày vỉa đến 3,5m, góc dốc thoải đến nghiêng,
chiều dài lị chợ theo hướng dốc 153m, theo
phương 550m. Sản lượng khai thác đạt được

Hình 1. Diễn biến sản lượng khai thác bằng cơng nghệ CGH trong TKV

8

KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ


THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

tương đối thấp từ 7.933 ÷ 33.528 tấn/tháng,
NSLĐ trung bình 4,4 tấn/cơng-ca [3]. Ngun
nhân chính dẫn đến sản lương lị chợ đạt được
thấp do: Góc dốc vỉa tăng lên (trên 200) so với dự
kiến, làm cho giàn chống và máng cào trôi trượt
theo hướng dốc. Để hạn chế sự ảnh hưởng của
góc dốc vỉa đến đồng bộ thiết bị CGH, lò chợ
phải khấu vê với chân tiến trước nhằm giảm góc
dốc lị chợ nhỏ hơn 200; Than gương và đá vách

mềm yếu, thường xuyên xảy ra sự cố tụt nóc, lở
gương, lị chợ phải khấu bằng thủ cơng kết hợp
với đóng nhói giữ nóc để di chuyển giàn chống.
Cũng trong năm 2015, Công ty than Quang
Hanh đã triển khai áp dụng công nghệ CGH đồng
bộ khấu hết chiều dày vỉa sử dụng giàn chống
ZQY3600/12/28, máy khấu than MG132/320-W
kết hợp với máng cào SGZ630/220. Các khu vực
áp dụng có chiều dài theo hướng dốc khoảng
80m, theo phương từ 200 ÷ 300m, chiều dày vỉa
từ 1,7 ÷ 3,2m, trung bình 2,4m; góc dốc vỉa từ 8
÷ 350, trung bình 180. Vách trực tiếp là bột kết,
đơi chỗ ngay sát vỉa là lớp sét than dày từ 0,3 ÷
0,6m. Vách cơ bản chủ yếu là bột kết hoặc cát
kết, đôi chỗ là sạn kết. Trụ trực tiếp là lớp bột kết,
đôi chỗ là sét kết, sét than. Phần lớn thời gian
hoạt động của lị chợ, góc dốc vỉa nằm trong giới
hạn từ 210 ÷ 350, nên giàn chống và máng cào
thường xun trơi trượt xuống lị chân. Để khắc
phục sự cố trên, Công ty đã tổ chức khấu đẩy
chân vượt trước đầu lị chợ từ 3,6 ÷ 12,0m nhằm
đưa góc dốc lị chợ phù hợp với khả năng làm
việc của đồng bộ thiết bị CGH. Song song với đó,
Cơng ty lắp đặt các hệ thống kích chống trơi giàn
chống, máng cào phạm vi một nửa phía dưới
lị chợ để tạo thành hệ liên kết nhóm giữa giàn
chống và máng cào, tăng sự hỗ trợ giữa các thiết

a. Hệ thống chống trơi giàn chống

bị để có thể ngăn ngừa sự cố trơi thiết bị xuống
lị chân (hình 2). Nhờ việc chủ động thực hiện
các giải pháp, nên đã hạn chế tối đa sự trôi trượt
của các thiết bị, sản lượng lị chợ đạt từ 13.789
÷ 18.596 tấn/tháng, có thời điểm đạt trên 30.000
tấn/tháng, NSLĐ đạt từ 6,8 ÷ 13,6 tấn/công [4].
3. Nghiên cứu công nghệ CGH khai thác
trong điều kiện vỉa dày trung bình, góc dốc
vỉa nghiêng đến dốc nghiêng, đá vách, trụ yếu
Kinh nghiệm áp dụng công nghệ CGH trong
điều kiện vỉa dày trung bình, góc dốc đến 35o, có
đá vách, trụ và than gương mềm yếu trên thế giới
cho thấy, để giảm ảnh hưởng bất lợi của điều kiện
địa chất vỉa đến đồng bộ thiết bị CGH trong lò
chợ, các nước chủ yếu áp dụng giải pháp cải tiến
đồng bộ thiết bị CGH, lắp đặt bổ sung hệ thống
kích liên kết giúp cho các thiết bị trong lò chợ
làm việc ổn định hơn... Trên cơ sở kinh nghiệm
đó, nhóm tác giả sẽ phân tích và lựa chọn đồng
bộ thiết bị CGH phù hợp cho điều kiện vỉa than
dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng, có đá vách,
trụ yếu tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.
Hiện nay, trên thế giới các loại giàn chống
được chế tạo rất đa dạng và phong phú nhằm
thích ứng cho từng điều kiện vỉa than khác nhau.
Tuy nhiên, phân loại giàn chống theo yếu tố về
kết cấu, giàn chống được chia làm 03 nhóm
chính: (1) - Giàn chống tự hành loại che chắn
(loại chắn chống); (2) - Giàn chống tự hành loại
chống chắn; (3) - Giàn chống tự hành loại chống.

Giàn chống loại che chắn (hình 3a) gồm kết cấu
tay biên; hai cột thủy lực gắn vào xà nóc và đế
giàn; kích cân bằng xà nóc và xà che chắn nằm
ở giữa đế giàn và xà che chắn; xà nóc, xà che
chắn, kích cân bằng liên kết với nhau bằng kiểu
khớp xoay. Giàn chống loại che chắn được thiết

b. Hệ thống chống trơi máng cào

c. Hệ thống chống đổ giàn chống

Hình 2. Một số hình ảnh hệ thống chống trơi, chống đổ giàn chống, máng cào
được lắp đặt trong lò chợ CGH tại mỏ Ngã Hai - Công ty than Quang Hanh

KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ

9


THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ

kế có phần xà nóc ngắn hơn so với xà che chắn,
cho phép giảm diện tích chống giữ vách của giàn
chống và diện tích lộ vách trong lị chợ. Khi đó,
giảm áp lực mỏ tác động lên giàn chống, cũng
như số lần tác động của giàn chống lên vách
vỉa, giúp cho vách ổn định hơn. Loại giàn chống
này áp dụng phù hợp cho điều kiện vỉa có vách
thuộc loại kém ổn định đến ổn định trung bình.
Giàn chống loại chống chắn (hình 3b) có kết

cấu tương tự như giàn chống che chắn (gồm
tay biên, 04 cột thủy lực, kích cân bằng, xà nóc
và xà che chắn). Tuy nhiên, xà nóc của giàn
chống loại chống chắn được thiết kế dài hơn
so với xà che chắn, do vậy diện tích chống giữ
vách của giàn chống và diện tích lộ vách trong
lị chợ lớn hơn so với loại giàn chống che chắn.
Khi đó, áp lực mỏ tác động lên giàn chống lớn
và số lần tác động của giàn chống lên vách vỉa
nhiều hơn, nhờ đó vách sẽ được làm yếu sơ
bộ, thuận lợi cho việc điều khiển vách. Loại giàn
chống này áp dụng phù hợp cho những vỉa than
có vách thuộc loại ổn định và khó điều khiển.

a. Giàn chống che chắn
(loại chắn chống)

Giàn chống kiểu chống (hình 3c) là loại giàn
chống khơng có kết cấu tay biên và xà che chắn,
giàn chống chỉ thay đổi chiều cao theo hướng
thẳng đứng, cột chống được gắn vào xà và đế
giàn. Do giàn chống khơng có xà che chắn, nên
để đảm bảo không gian làm việc cho người và
thiết bị trong lị chợ, xà nóc thường được thiết kế
dài. Do vậy, cơ chế làm việc của giàn chống loại
chống tương tự như giàn chống loại chống chắn.
Loại giàn chống này áp dụng phù hợp cho những
vỉa than có chiều dày từ mỏng đến trung bình,
vách thuộc loại ổn định. Mối quan hệ giữa chiều
dài xà giàn và số lần tác động của giàn chống

lên vách vỉa trong quá trình khai thác xem hình 4.
Theo biểu đồ hình 4, chiều dài xà nóc của
giàn chống tỷ lệ thuận với số lần tác động
của giàn chống lên vách vỉa (tính từ thời điểm
khấu gương đến khi phá hỏa), khi chiều dài
xà giàn chống tăng, số lần tác động của giàn
chống lên vách vỉa trong quá trình khai thác
cũng sẽ tăng và ngược lại. Do vậy, trong điều
kiện vỉa dày trung bình có đá vách, trụ vỉa và

b. Giàn chống loại chống chắn

c. Giàn chống loại chống
(loại chắn chống)

Hình 3. Phân loại giàn chống theo kết cấu

Hình 4. Biểu đồ mối tương quan giữa chiều dài xà nóc với số lần tác động của giàn chống lên vách vỉa

10

KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ


THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

gương than mềm yếu áp dụng các loại giàn
chống kiểu che chắn (hình 3a) để khai thác
sẽ phù hợp hơn các loại giàn chống khác.
Ngoài ra, các bộ phận của giàn chống cũng

được thiết kế phù hợp để ứng xử với điều kiện
địa chất vỉa bất lợi của khu vực áp dụng, ví dụ:
Xà nóc giàn chống cần được thiết kế phía đầu
lắp xà tiến gương dạng thò thụt để kịp thời che
chắn vách sau khi khấu gương, ngăn ngừa, xử lý
hiện tượng tụt nóc. Đồng thời đầu xà tiến gương
có vị trí lắp đặt tấm chắn gương (hình 5a), có
thể tháo lắp tấm chắn gương dễ dàng. Trường
hợp chiều cao khấu lớn, than gương mềm yếu
hoặc dừng lò chợ thời gian dài để sửa chữa
bảo dưỡng thiết bị, đẩy tấm chắn gương áp sát
gương than cho phép phòng tránh hiện tượng lở
gương. Trong điều kiện gương than ổn định có
thể tháo dỡ tấm chắn gương để giảm tối đa thao
tác điều khiển giàn trong q trình khai thác. Xà
nóc và xà che chắn của giàn chống có tấm chắn
cạnh linh hoạt lắp một bên làm kín tối đa khơng
gian trên nóc, vị trí khớp nối giữa xà nóc và xà
che chắn được thiết kế dạng khớp bản lề có
vành chắn che kín tồn bộ khơng gian khớp nối
(hình 5c) ngăn chặn đá rơi vào khơng gian lị

a. Kết cấu tấm chắn gương

chợ, đảm bảo an tồn cho cơng nhân làm việc.
Diện tích đế giàn đóng vai trị quan trọng
trong việc kháng lún nền của giàn chống, diện
tích của giàn phụ thuộc vào cường độ kháng
nén của nền lò chợ. Với từng điều kiện địa chất
cụ thể của khu vực áp dụng, sẽ xác định được

cường độ kháng nén của nền lị, từ đó tính tốn
và lựa chọn được diện tích đế giàn phù hợp.
Mối tương quan giữa cường độ kháng nén của
nền lò với diện tích đế giàn xem hình 6.
Theo biểu đồ hình 6, cường độ kháng nén
(sn) của nền lị chợ tỷ lệ nghịch với diện tích đế
giàn. Theo đó, khi giá trị áp lực mỏ lớn nhất tác
dụng lên giàn chống là không đổi (Rmax), giá trị
của cường độ kháng nén của nền lò chợ giảm,
tương ứng với giá trị diện tích đế giàn chống
tăng và ngược lại. Ngồi việc thiết kế diện tích
đế giàn phù hợp với cường độ kháng nén của
nền lò, đế giàn còn được trang bị kích nâng đế
(hình 7b) để khi cần thiết có thể sử dụng kích
nâng đế kết hợp với hệ thống thanh đẩy máng
cào nhấc đế giàn lên tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình di chuyển giàn chống. Như vậy, trong
điều kiện trụ vỉa mềm yếu, đế giàn chống cần
được thiết kế dạng chỉnh thể, khả năng chống

b. Xà nóc của giàn chống

Hình 5. Kết cấu xà nóc của giàn chống

c. Khớp nối giữa xà nóc
và xà che chắn

Hình 6. Biểu đồ mối quan hệ giữa cường độ kháng nén của nền lị chợ với diện tích đế giàn chống

KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ

11


THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ

a. Đế giàn chống có vị trí lắt kích nâng đế b. Kết cấu kích nâng đế giàn chống

c. Kích căn chỉnh đế giàn

Hình 7. Kết cấu đế giàn có kích chống lún nền

a. Vị trí lắp đặt kích chống đổ

b. Độ chênh cao cho phép giữa hai xà giàn

Hình 8. Kết cấu thiết bị chống đổ xà giàn chống

a. Thiết bị chống trôi đế giàn phía
trước

b. Thiết bị chống trơi đế giàn phía
sau

c. Độ chênh cao giữa hai đế giàn chống

Hình 9. Kết cấu thiết bị chống trơi đế giàn

biến dạng tốt, tính năng ổn định, chắc chắn.
Đầu mũi trước đế giàn thiết kế vát dạng hình

thuyền 450 cho phép giảm lực cản trong q
trình di chuyển giàn chống (hình 7a). Ngồi
ra, đế giàn được trang bị kích chỉnh đế phục
vụ căn chỉnh khoảng cách giữa các giàn chống
để thuận lợi khi di chuyển giàn chống (hình 7c).
Đối với điều kiện góc dốc vỉa: Kinh nghiệm
áp dụng CGH đồng bộ khai thác tại Trung Quốc
và các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh cho
thấy, khi góc dốc lị chợ < 15o, giàn chống có thể
khơng cần trang bị các cơ cấu chống trơi, chống
đổ giàn chống và máng cào. Trường hợp góc
dốc vỉa từ 15 ÷ 250, cần xem xét đến khả năng
trang bị các cơ cấu chống trơi, chống đổ giàn ở
nhóm giàn chống chân lò chợ, đồng thời xem
xét khả năng trang bị cơ cấu chống trôi máng
cào ở mọi vị trí. Khi góc dốc vỉa > 250 cần lắp đặt
thiết bị chống trơi, chống đổ cho các nhóm giàn

12

KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LỊ

chống trong lị chợ, cầu máng trung gian của
máng cào lắp đặt thiết bị chống trôi trượt. Các
hệ thống kích chống trơi, chống đổ được lắp đặt
dọc theo lị chợ, tạo thành hệ liên kết nhóm giữa
giàn chống và máng cào, tăng sự hỗ trợ giữa
các thiết bị để có thể ngăn ngừa sự cố trơi, trượt
thiết bị xuống lò chân, giúp cho thiết bị làm việc
ổn định hơn, cụ thể: Kích chống đổ giàn chống

sử dụng để liên kết hai xà giàn chống cạnh nhau
bằng mối liên kết đặt biệt dạng khớp xoay chữ
thập. Khớp xoay chữ thập cho phép kích thuỷ
lực chống đổ có thể quay theo phương ngang
và thẳng đứng (so với mặt phẳng nóc lị chợ)
một góc khoảng 900. Độ chênh cáo giữa hai xà
giàn chống sau khi lắp đặt kích chống đổ không
được lớn hơn 350mm, trường hợp vượt quá
giá trị cho phép, sẽ làm phá huỷ các thiết bị.
Kích chống trơi giàn chống được lắp ở phía
trước đế giàn (hình 9a) và phía sau đế giàn (hình


THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ

Hình 10. Kết cấu thiết bị chống trơi máng cào lị chợ

9b). Các kích thuỷ lực này liên kết với đế giàn
thông qua khớp nối chữ thập và có thể quay theo
phương ngang và thẳng đứng (so với mặt phẳng
nền lị chợ) một góc khoảng 900. Độ chênh cáo
giữa các đế giàn khi lắp kích chống trơi khơng
được vượt q 250mm, trường hợp vượt quá
giá trị cho phép, sẽ làm phá huỷ các thiết bị.
Để chống trơi máng cào sử dụng kích
thủy lực một đầu kích liên kết với tai của cầu
máng cào, đầu cịn lại liên kết với đế giàn bên
cạnh phía trên. Khi máng cào có hiện tượng
trơi xuống phía dưới, dựa vào lực kéo của
kích thuỷ lực để kéo máng cào lên (hình 10).

Ngồi các giải pháp về kết cấu của các thiết bị
chính như trên, có thể áp dụng thêm một số giải
pháp kỹ thuật để ứng xử với điều kiện vỉa có vách,
trụ và gương than mềm, góc dốc vỉa lớn như:
- Đẩy nhanh tốc độ tiến gương của lò chợ
nhằm giảm áp lực mỏ tác dụng lên giàn chống,
cũng như giảm thời gian lộ vách, giúp cho nóc
lị chợ ổn định hơn. Tốc độ tiến gương của lò
chợ phụ thuộc chủ yếu vào tham số chiều dài lò
chợ theo hướng dốc, khi chiều dài lò chợ lớn,
thời gian hoàn thành chu kỳ kéo dài dẫn đến
tốc độ tiến gương của lò chợ chậm và ngược
lại. Kinh nghiệm áp dụng cơng nghệ CGH trong
và ngồi nước cho thấy, trong điều kiện vỉa
có đá vách, trụ và gương than mềm yếu, góc
dốc vỉa lớn, chiều dài lị chợ theo hướng dốc
thường được lựa chọn từ 80 ÷ 120m là phù hợp.
- Khấu lò chợ xiên chéo với chân tiến trước
đầu chợ nhằm đưa góc dốc của lị chợ phù hợp
với miền làm việc của đồng bộ thiết bị. Đồng
thời 03 giàn chống đầu tiên tại đầu và chân lò
chợ lắp đặt cụm kích chống trơi, chống đổ ở
phần xà và đế giàn, ngồi ra trong lị chợ cứ
10 giàn bố trí một nhóm kích chống trơi, chống

đổ cho giàn chống và máng cào để thuận
lợi cho việc điều chỉnh giàn lúc di chuyển.
- Áp dụng sơ đồ khấu một chiều theo hướng
từ trên xuống, chiều từ dưới lên máy khấu
không cắt than mà sẽ thực hiện vét nền lò.

Việc bố trí khấu gương lị chợ theo hướng từ
trên xuống trong trường hợp góc dốc vỉa lớn
sẽ đảm bảo an tồn cho nhóm cơng nhân thao
tác di chuyển giàn chống và máng cào phía
sau máy khấu (khơng bị than, đá quăng trong
khi máy khấu cắt than gương), đồng thời tang
khấu luôn tỳ vào bậc gương than và tạo lực
đẩy vào máng cào theo hướng lên trên, góp
phần hạn chế trơi trượt máng cào và máy khấu.
- Để ngăn ngừa máng cào trượt xuống, lúc
máy khấu tiến hành khấu xuống, trước tiên không
đẩy cầu máng mà đợi sau khi máy khấu khấu
đến khoảng giữa lò chợ, lúc này mới bắt đầu
di chuyển máng cào, việc di chuyển được thực
hiện đồng thời cả hướng lên và hướng xuống.
- Khi máy khấu than theo hướng đi xuống, cứ
5 giàn tổ hợp thành một phân đoạn để di chuyển
giàn chống theo hình thức di từ dưới lên trên,
giàn dưới cùng làm thành giàn đầu hàng của
nhóm kiểm sốt trơi trượt cho các giàn cịn lại.
- Các giàn từ số 3 đến số 7 tại ngã ba
chân chợ là nhóm giàn có vai trị chống trơi,
chống đổ cho tồn bộ lị chợ, việc di chuyển
giàn chống của nhóm này được thực hiện
theo thứ tự từ giàn chống số 4®5®6®7®3.
- Khi di chuyển giàn chống phía chân lò chợ,
trước tiên di chuyển giàn chống số 2, 3 đợi sau
khi giàn chống số 2 và số 3 di chuyển ổn định
chắc chắn, tiếp tục di chuyển giàn chống số 1.
- Sử dụng giàn chống đặc biệt tại đoạn ngã

ba giữa chân lò chợ với lò dọc vỉa vận tải nhằm
tăng cường độ ổn định đoạn ngã ba và hạn chế
KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ

13


THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ

trơi trượt cho các giàn chống ở trong lò chợ.
4. Kết luận
Kết quả đánh giá trữ lượng và điều kiện địa
chất tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
cho thấy, phần trữ lượng vỉa dày trung bình, dốc
thoải đến nghiêng, có đá, vách trụ yếu khoảng
32,9 triệu tấn. Để khai thác trong điều kiện vỉa
trên, các mỏ than hầm lò vùng Quang Ninh chủ
yếu áp dụng cơng nghệ khấu gương bằng khoan
nổ mìn, chống giữ bằng các vì chống thủy lực
cho năng suất lao đơng, cơng suất lị chợ thấp
và mức độ an tồn cịn hạn chế. Trên cơ sở kinh
nghiệm áp dụng công nghệ CGH đồng bộ khấu
hết chiều dày vỉa trong và ngoài nước, để lựa
chọn đồng bộ thiết bị CGH phù hợp cho điều
kiện vỉa dày trung bình, góc dốc vỉa nghiêng đến
dốc nghiêng, có đá vách, trụ yếu, nhóm tác giả
đề xuất một số giải pháp: (1) - Lựa chọn các loại
giàn chống kiểu che chắn có phần xà nóc ngăn
hơn so với xà che chắn; (2) - Xà nóc của giàn
chống thiết kế có xà tiến gương kết hợp với tấm

chắn gương; (3) - Đế giàn chống được thiết kế
phù hợp với cường độ kháng nén của nền lị và
được trang bị kích nâng đế, kích căn chỉnh đế
giàn; (4) - Để hạn chế ảnh hưởng của góc dốc

vỉa, trong lò chợ lắp đặt bổ sung hệ thống kích
chống trơi, trượt máng cào và giàn chống. Ngồi
ra, có thể áp dụng bổ sung các giải pháp như:
Đẩy nhanh tốc độ tiến gương; khấu lò chợ xiên
chéo với chân tiến trước đầu chợ; áp dụng sơ
đồ khấu một chiều theo hướng từ trên xuống...
Tài liệu tham khảo:
1. Trần Xuân Hòa (2011), Báo cáo tổng kết đề
tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu nâng cao mức độ
cơ giới hóa và hiện đại hóa khai thác than hầm lị
và định hướng ứng dụng cho các mỏ than hầm
lò vùng Quảng Ninh”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội.
2. Đặng Thanh Hải (2016), Đề tài “Phát triển
áp dụng cơ giới hóa đào lị và khai thác tại các mỏ
hầm lò vùng Quang Ninh giai đoạn 2013 ÷ 2015,
lộ trình đến năm 2020”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội.
3. Đào Hồng Quảng (2018), Đề tài “Nghiên cứu
đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế ảnh
hưởng của góc dốc vỉa than đến lị chợ cơ giới hóa
vỉa thoải đến nghiêng”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội.
4. Đinh Văn Cường và nnk (2016), Báo cáo
“Đánh giá kết quả áp dụng và nghiên cứu hồn
thiện cơng nghệ cơ giới hóa khai thác tại Cơng
ty than Quang Hanh”, Viện KHCN Mỏ, Hà Nội.

Study on the suitable mechanization technology for the medium coal seam
exploitation with dip angle, inclined bed, weak roof rock and coal pillar
at underground coal mines at Mao Khe and Uong Bi areas


Dr. Le Van Hau, Dr. Le Duc Nguyen, MSc. Ngo Van Thang
Institute of Mining Science and Technology – Vinacomin


Summary:
The coal reserves in medium coal seams with dip angle, inclined bed and weak roof rock and coal
pillar are estimated at 32.9 million tons, mainly concentrated in Mao Khe and Uong Bi underground
coal mines. In order to exploit the coal in the above mentioned mining conditions the coal mining
units usually apply the drilling and blasting mining method, using hydraulic supports. However,
the labor productivity and the longwall capacity are low and the safety level has been limited.
Therefore, research on mining mechanization technology to improve the mining efficiency and the
safety level is the main content in this paper.

14

KHCNM SỐ 2/2019 * CNKT HẦM LÒ