I . Đặt vấn đề
Một trong những khâu quan trọng trong khai thác than hầm lò là công tác chống giữ trong lò chợ. Đây là khâu giữ vai trò quan trọng để đảm bảo năng suất lao động, tận thu được tài nguyên và đặc biệt là đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị. Hiện nay, nhiều lò chợ khai thác sử dụng giàn chống các loại, để nâng cao mức độ an toàn và năng suất lao động. Tuy nhiên, hiệu quả áp dụng các loại giàn chống phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố như điều kiện địa chất, đặc điểm vỉa than và trữ lượng khu khai thác. Do vậy, cần phải tiến hành nghiên cứu và khảo sát để đánh giá tổng quan về khả năng và hiệu quả áp dụng các loại giàn chống khi tiến hành khai thác các vỉa dày, dốc thoải và nghiêng.
II. Nghiên cứu áp dụng phương tiện chống giữ
Hiện nay, chủ yếu các lò chợ cơ giới hóa sử dụng giàn chống tự hành. Giàn chống, về cơ bản, được phân loại theo mô hình giàn chống (thu hồi và không thu hồi than nóc) và kiểu kết cấu giàn chống (chắn, đỡ, chắn – đỡ, đỡ – chắn). Giàn chống có thể phân loại theo các cơ sở sau:
-Theo khả năng hạ trần than nóc: có thu hồi và không thu hồi than nóc;
-Theo kết cấu giàn chống: giàn chống đỡ, đỡ- chắn, chắn- đỡ và chắn
-Theo mô hình giàn chống chia thành các kiểu loại như sau: giàn chống hạ trần và giàn chống không hạ trần.
Khi áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác khấu hết chiều dày vỉa than nên sử dụng loại giàn chống không có kết cấu thu hồi than nóc. Tùy theo đặc điểm tác động của áp lực mỏ ở mỗi sơ đồ công nghệ để tiến hành chọn kiểu giàn chống phù hợp. Hiện nay các loại giàn chống tự hành và máy khấu có thể áp dụng để khai thác một lớp với chiều dày đạt tới 5,0 – 10 m. Tuy nhiên, kích thước cũng như trọng lượng giàn chống và máy khấu thường tỷ lệ thuận với chiều cao khấu và ở mỏ than hầm lò quy mô nhỏ việc áp dụng các thiết bị này thường gặp nhiều khó khăn do hệ thống đường lò chật hẹp và các diện sản xuất kích thước không đủ lớn. Điều này đòi hỏi tiến hành chuyển diện khai thác liên tục. Xuất phát từ thực trạng này, đặt ra vấn đề cần nghiên cứu và lựa chọn các thiết bị nhỏ gọn hơn nhằm đáp ứng khả năng cơ động và phù hợp với điều kiện thực tế ở nhiều mỏ hầm lò nước ta. Ví dụ, có thể định hướng giàn chống áp dụng khi chiều cao khấu đến 3m với trọng lượng 10 – 12 tấn; trong khi hầu hết các loại giàn chống sử dụng trong điều kiện khấu đến 5m đều có trọng lượng trên 20 – 30 tấn. Rõ ràng rằng, điều này gây khó khăn không nhỏ cho công tác vận chuyển, lắp đặt và thu hồi khi kết thúc diện khai thác. Mặt khác, khi điều kiện địa chất – mỏ phức tạp thường lưu ý xem xét các loại giàn chống và máy khấu hoặc máy bào có kết cấu gọn nhẹ. Với hệ thống khai thác cột dài theo phương, khấu hết chiều dày vỉa hợp lý nhất là sử dụng loại giàn chống với chức năng chống giữ không gian khấu than lò chợ và không có kết cấu thu hồi hạ trần than.
Trong trường hợp khai thác vỉa than dày và dốc thoải đến nghiêng, với đặc điểm công nghệ và xu hướng tác động của áp lực mỏ thường áp dụng giàn chống kiểu đỡ-chắn hoặc chắn-đỡ. Hiện nay, các giàn chống này thường được thiết kế với kết cấu 2 hoặc 04 cột. Tuỳ thuộc vào đặc tính kỹ thuật, giàn có thể áp dụng cho các vỉa thoải, nghiêng đến dốc nghiêng. Đặc biệt, một số loại giàn chống đã có khả năng làm việc khi khu vực vỉa than có góc dốc đến 55º, như loại giàn MPVS3000, OSTROJ 14/24-320 và 14/24-320K…
Đối với các vỉa than dày áp dụng hệ thống khai thác hạ trần cần sử dụng loại giàn chống có kết cấu thu hồi than hạ trần. Tác dụng của kiểu giàn này là không chỉ chống giữ và thu hồi than nóc mà còn có điều khiển áp lực mỏ cũng như quá trình sập đổ, bảo đảm an toàn cho người và thiết bị. Sản lượng của lò chợ hạ trần nóc được quyết định không chỉ do điều kiện vỉa than, thiết bị khai thác, vận tải mà còn phụ thuộc vào tác dụng tương hỗ giữa giàn chống với đá vách và khả năng tự sập đổ của than nóc. Giàn chống có thể xem như là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong các thiết bị cơ giới hóa khai thác lò chợ. Việc nghiên cứu kiểu giàn chống hạ trần là một bước tiến quan trọng trong công nghệ khai thác than và là bước chuyển tiếp từ công nghệ bán cơ giới sang cơ giới khí hóa toàn phần các quá trình công tác trong lò chợ. Điểm ưu việt của giàn chống cơ khí hóa hạ trần có thể nhận thấy rõ như: tăng tốc độ chống giữ; di chuyển giàn chống đơn giản. Kiểu giàn chống này kết hợp với khấu than bằng combai đã nâng cao độ tin cậy và đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật cao cũng như nâng cao an toàn trong khai thác mỏ hầm lò.
III. Kết quả áp dụng giàn chống trong lò chợ
Trong hơn 10 năm trở lại đây, sản lượng than khai thác hầm lò đạt tốc độ tăng trưởng nhanh chóng, góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng than của sự nghiệp phát triển kinh tế – xã hội nước ta… Kết quả đó có sự đóng góp không nhỏ trong việc nghiên cứu và áp dụng thành công các loại thiết bị vì chống thủy lực trong khai thác than hầm lò ở các giai đoạn vừa qua. Từ năm 1998, Viện Khoa học Công nghệ mỏ đã phối hợp với các công ty than hầm lò vùng Quảng Ninh đã nghiên cứu và đưa vào áp dụng vì chống thuỷ lực gương khai thác. Đến nay, vì chống thủy lực được sử dụng rộng rãi và phổ biến ở nhiều mỏ hầm lò. Phạm vi và mức độ áp dụng không ngừng tăng nhanh trong những năm gần đây.
Việc ứng dụng khoa học công nghệ đã đẩy nhanh tốc độ tăng sản lượng than khai thác hầm lò của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam từ 4,13 triệu tấn năm 2001 lên 20,03 triệu tấn hiện nay với mức tăng xấy xỉ 5 lần. Kết quả này đạt được là nhờ gần như hoàn toàn các lò chợ chống gỗ được thay bằng vì chống thủy lực; đồng thời ở một số công ty than hầm lò triển khai thí điểm công nghệ cơ giới hoá đồng bộ.
Kết quả đạt được nêu trên khẳng định việc triển khai áp dụng cơ giới hóa trong thời gian vừa qua là hoàn toàn đúng đắn. Kết quả này cũng đã tạo ra nền tảng quan trọng ban đầu; đồng thời đúc rút được những bài học kinh nghiệm quý báu phục vụ tiền đề định hướng nhân rộng công nghệ cơ giới hoá trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh trong thời gian tới. Thực tế áp dụng cơ giới hóa khai thác than hầm lò trong thời gian qua đã khẳng định được một số vấn đề như sau:
Về an toàn lao động: các loại vì chống cơ giới hóa đặc trưng bởi sức kháng tải cao, độ ổn định tốt, tạo không gian lò chợ rộng rãi giúp cho nâng cao mức độ an toàn sản xuất và cải thiện điều kiện môi trường làm việc cho người lao động. Năng suất lao động: Các khâu sản xuất chính của quy trình công nghệ khai thác như tách phá than, vận tải, chống giữ được thực hiện bằng cơ giới hóa, nên giảm được số lượng nhân công trực tiếp ở gương khai thác. Do vậy, năng suất lao động tăng lên cũng như giảm thiểu xác suất xảy ra rủi ro mất an toàn trong sản xuất. Trong cùng một điều kiện, ở lò chợ cơ giới hóa số lao động trung bình 95 người/phân xưởng, sản lượng đạt 230 – 400 ngàn tấn/năm, so với lò chợ khoan nổ mìn 120 – 160 người/phân xưởng và sản lượng 120 – 180 ngàn tấn/năm; năng suất lao động tăng 1,5 – 2,5 lần, đạt 8,2 – 15 tấn/công. Sản lượng lò chợ: Số liệu tổng hợp cho thấy, giai đoạn các năm 2001-2010, do hầu hết các lò chợ gỗ được thay bằng vì thủy lực tốc độ tăng sản lượng than khá nhanh, từ 4,1 lên 18,5 triệu tấn (đạt 350%). Ở giai đoạn 2010 – 2014, sản lượng than hầm lò tăng với mức độ nhẹ hơn, từ 18,5 lên 20 triệu tấn (khoảng 8%) do các lò chợ thủy lực đã đạt công suất đến mức giới hạn. Theo chiến lược phát triển ngành Than nước ta, trong các năm 2015 – 2030, sản lượng than hầm lò cần tiếp tục tăng lên. Điều này chủ yếu định hướng theo biện pháp nâng công suất lò chợ. Đây cũng sẽ là một thách thức rất lớn và đặt ra nhiệm vụ nghiên cứu để áp dụng những loại giàn phù hợp trong các lò chợ khai thác các vỉa than với đặc điểm đa dạng ở vùng Quảng Ninh.
[odex-source url=”https://www.vinacomin.vn/tap-chi-than-khoang-san/thuc-trang-ap-dung-mot-so-loai-dan-chong-trong-lo-cho-co-gioi-hoa-o-mot-so-mo-ham-20170307144035281.htm” button=”Theo vinacomin”]
