Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ địa chất Nguyễn ngọc Hùng Nghiên cứu xác định khả chịu tải kết cấu kim loại giá chống di động GK/1600/1.6/2.4 đợc chế tạo công ty Cổ Phần Chế Tạo Máy TKV áp dụng cho mỏ than hầm lò Quảng Ninh Chuyên ngành: kỹ thuật máy thiết bị mỏ, Dầu khí Mà số : 60.52.12 Luận văn thạc sĩ kỹ Thuật ngời hớng dẫn khoa học ts nguyễn Hữu Việt Hà Nội - 2010 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Hùng Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Chơng 1: Nghiên cứu đánh giá ảnh hởng điều kiện địa chÊt-kü thuËt má c¸c vØa than ë c¸c má than hầm lò vùng quảng ninh đến khả áp dụng giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 1.1 Tổng hợp vỉ than khu vực có vỉ dày độ dốc đến 35o vùng Quảng Ninh 1.2 Đặc điểm điều kiện địa chất-kỹ thuật mỏ khu vực có khả áp dụng giá chống thủy lực di động mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 1.3 Điều kiện áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ hạ trần sử dụng giá khung chống thủy lực di động Chơng 2: Tổng quan thiết bị chống giữ lò theo công nghệ khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 2.1 Sự phát triển loại thiết bị phục vụ chống giữ khai thác than mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 2.1.1 Cột chống kim loại dạng ma sát 2.1.2 Lò chợ áp dụng cột chống thủy lực đơn để chống giữ, phá hỏa phơng pháp khoan nổ mìn 11 18 18 18 19 2.1.3 Lò chợ giới hóa cột thủy lực đơn 20 2.1.4 Lò chợ áp dụng cột dạng trợt 21 2.1.5 Giá chống di động 21 2.1.6 Tổ hợp giá chống chỉnh thể 22 2.1.7 Tổ hợp giá chống phân thể 22 2.2 Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng công nghệ khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 2.2.1 Kinh nghiệm khai thác truyền thống 2.2.2 Kinh nghiệm khai thác áp dụng chống thủy lực lò chợ mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 2.2.3 Các loại giá chống di động đợc sử dụng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 2.3 Sự phát triển thiết bị chống giữ khai thác than hầm lò nớc có công nghiệp khai thác than phát triển 23 23 31 36 41 2.3.1 Về công nghệ khai thác 41 2.3.2 Phơng tiện chống giữ 41 Chơng 3: Xác định khả chịu tải kết cấu kim loại gi¸ chèng GK/1600/1.6/2.4 3.1 Lùa chän ¸p dơng thư nghiệm công nghệ khai thác sử dụng giá khung thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 49 49 3.2 Giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 53 3.2.1 Khái quát 53 3.2.2 Đặc tính kỹ thuật 55 3.2.3 Đặc trng sản phẩm 55 3.2.4 Cấu tạo nguyên lý làm việc 57 3.3 Tính toán thông số làm việc giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 3.4 Tổng hợp, đánh giá kết áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác sử dụng giá chống thủy lực di động 62 72 Kết Luận 82 Tài liệu tham khảo 84 danh mục bảng Trang Bảng 1.1 Tổng hợp trữ lợng vỉa dày, độ dốc đến 350 vùng Quảng Ninh Bảng 1.2 Phân chia trữ lợng theo chiều dày vỉa 12 Bảng 1.3 Phân chia trữ lợng theo góc dốc vỉa 13 Bảng 1.4 Phân chia trữ lợng theo chiều dày góc dốc vỉa 14 Bảng 2.1 Tổn thất than 29 Bảng 2.2 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khai thác than 30 Bảng 2.3 Chi tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ áp dụng thử nghiệm giá 35 Chống thủy lực di động công ty than Thống Nhất 38 Bảng 2.5 Đặc tính kỹ thuật số loại giá chống thủy lực di động 38 Bảng 2.6 Đặc tính kỹ thuật số loại dàn chống chế tạo Trung Quốc 45 Bảng 2.7 Đặc tính kỹ thuật số loại dàn chống chế tạo nớc khác 47 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật giá chống GK 1600/1.6/2.4 55 Bảng 3.2 Các mốc thời gian triển khai áp dụng thử nghiệm giá chống 72 thuỷ lực di động Bảng 3.3 Tổng hợp sản lợng khai thác trình áp dụng thử nghiệm 73 Giá khung di động lò chợ Bảng 3.4 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật lò chợ áp dụng thử nghiệm giá khung 74 di động Bảng 3.5 Bảng giá trị tải trọng tác động lên giá chống thuỷ lực di động lò chợ thử nghiệm 79 danh mục hình vẽ Trang Hình 2.1: Lò chợ áp dụng cột chống kim loại dạng ma sát 19 Hình 2.2: Lò chợ khai thác nổ mìn cột thủy lực đơn 20 Hình 2.3: Lò chợ giới hóa cột thủy lực đơn 20 Hình 2.4: Cột dạng trợt 21 Hình 2.5: Giá chống di động 21 Hình 2.6: Giá chống chỉnh thể 22 Hình 2.7: Giá chống phân thể 22 Hình 2.8: Sơ đồ gơng khai thác lò chợ lớp mỏ Hà Lầm 24 Hình 2.9: Sơ đồ gơng khấu chia lớp nghiêng áp dụng mỏ Thống Nhất 24 Hình 2.10: Sơ đồ gơng khấu chia lớp nghiêng áp dụng mỏ Mạo Khê 25 Hình 2.11: Sơ đồ gơng khấu chia lớp nghiêng áp dụng mỏ Vàng Danh 25 Hình 2.12: Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng hạ trần áp dụng mỏ 26 Vàng Danh, Khe Chàm, Tân Lập Hình 2.13: Gơng khấu sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ hạ trần 27 Hình 2.14: Hiện tợng lở gơng, rỗng lò chợ trụ hạ trần 28 Hình 2.15: Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng có lớp đệm nhân tạo 31 Hình 2.16: Hộ chiếu chống giữ gơng lò chợ 32 Hình 2.17: Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng hạ trần than lớp 32 Hình 2.18: Hộ chiếu chống giữ gơng lò chợ chia lớp hạ trần 33 Hình 2.19: Sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ trụ, hạ trần thu hồi than 34 Hình 2.20: Hộ chiếu chống lò chợ lớp trụ, hạ trần thu hồi than 34 Hình 2.21: Một số giá chống thuỷ lực di động sản xuất Trung Quốc 36 Hình 2.22: Một số giá khung thuỷ lực di động sản xuất Trung Quốc 37 Hình 2.23: Giá chống thuỷ lực di động sản xuất công ty CP Chế Tạo Máy TKV 37 Hình 2.24: Cột thủy lực đơn (a), giá thủy lực di động (b) dàn tự hành (c) 42 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp nghiêng, hạ trần than sử dụng giá 50 chống thuỷ lực di động áp dụng phân vỉa 6b cánh Bắc khu Hình Lộ Trí - Công ty Than Thống Nhất Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phơng, lò chợ trụ hạ trần than sử 51 Dụng giá chống thuỷ lực di động vỉa 10 khu III Công ty Cổ phần Than Hà Lầm Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phơng, lò chợ trụ hạ trần than sử dụng 53 giá khung thuỷ lực di động áp dụng vỉa 11 khu Nam Khe Tam Công ty TNHHMTV 86 Hình 3.4: Cấu tạo giá chống thủy lực di động 57 Hình 3.5: Xà 57 Hình 3.6: Tấm chắn gơng 58 Hình 3.7: Kích đẩy chắn gơng 58 Hình 3.8: Cột chống thủy lực 59 Hình 3.9: Kích tiến xà 59 Hình 3.10: Khung đỡ 60 Hình 3.11: Tấm chắn đá 60 Hình 3.12: Tấm chắn bảo vệ cột 60 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống thủy lực 61 Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý làm việc giá chống lò chợ 65 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý làm việc giá khung lò chợ 77 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài: - Từ trớc đến việc lựa chọn loại chống thủy lực chống giữ gơng khai thác mỏ hầm lò đợc xác định sở chủng loại chống đà có sẵn, sản xuất chế tạo nớc Điều gây khó khăn cho khả cung ứng thiết bị, vật t kịp thời cho sản xuất trở ngại điều kiện địa lý Bên cạnh công tác bảo hành, sửa chữa thiết bị gặp nhiều khó khăn - Việc nghiên cứu chế tạo ứng dụng thành công giá chống thủy lực di động GK1600/1.6/2.4 công ty cổ phần Chế tạo máy TKV giúp nâng cao trình độ nghiên cứu, chế tạo khí Công ty nh tập đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam, chủ động việc đáp ứng yêu cầu thiết bị phục vụ cho nhu cầu tăng sản lợng hàng năm theo kế hoạch phát triển nghành than đến năm 2025 năm sau Mục đích nghiên cứu đề tài: - Đánh giá điều kiện địa chất khoáng sàng than vùng mỏ Quảng Ninh tính chất lý đất đá, chiều dày góc dốc vỉa than - Đánh giá thiết bị chống giữ áp dụng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh - Xác định khả chịu tải kết cấu kim loại giá chống GK/1600/1.6/2.4 Trên sở đa kiến nghị bổ sung công tác nghiên cứu chế tạo giá chống GK/1600/1.6/2.4 công ty CP Chế Tạo Máy TKV Đối tợng phạm vi nghiên cứu đề tài: - Đối tợng nghiên cứu giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 đợc chế tạo Công ty cổ phần Chế Tạo Máy TKV - Phạm vi nghiên cứu lò chợ áp dụng giá giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 Công ty than Thống Nhất, Công ty cổ phần than Hà Lầm, Công ty than 86- Tổng công ty than Đông Bắc Nội dung nghiên cứu đề tài: - Phân tích, đánh giá điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ vỉa than mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh đến khả áp dụng giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 - Nghiên cứu thiết bị chống giữ lò đợc áp dụng mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh - Xác định khả chịu tải kết cấu kim loại giá chống thủy lực di động GK1600/1.6/2.4 Phơng pháp nghiên cứu: - Phơng pháp thu thập tài liệu - Phơng pháp khảo sát điều kiện địa chất - Phơng pháp đánh giá trạng thiết bị chống giữ lò - Phơng pháp thống kê phân tích kết ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - ý nghĩa khoa học: Đánh giá thực trạng khả áp dụng công nghệ chống giữ lò chợ giá chống di động mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh - ý nghĩa thực tiễn: áp dụng thử nghiệm công nghệ chống giữ giá chống thủy lực di động GK1600/1.6/2.4 mỏ hầm lò nâng cao trình độ khoa học kỹ thuật khả cung ứng sản phẩm phục vụ khai thác than hầm lò Công ty cổ phần chế tạo máy TKV Cấu trúc luận văn: - Luận văn gồm: Phần mở đầu, chơng phần kết luận đợc trình bày 84 trang đánh máy vi tính A4 với 14 bảng biểu 39 hình vẽ Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn: TS Nguyễn Hữu Việt toàn thể thầy giáo môn Hà Nội, tháng 10 năm 2010 Học viên: Nguyễn Ngọc Hùng Chơng Nghiên cứu đánh giá ảnh hởng điều kiện địa chất-kỹ thuật mỏ vỉa than mỏ than hầm lò vùng quảng ninh đến khả áp dụng giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 1.1 Tổng hợp trữ lợng than khu vực có vỉa dày độ dốc đến 350 vùng Quảng Ninh Trên sở kế hoạch khai thác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh, đề tài tiến hành nghiên cứu phân tích, đánh giá tổng hợp trữ lợng than đặc điểm yếu tố điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ Qua xác định đợc mối tơng quan yếu tố điều kiện ®Þa chÊt, ®iỊu kiƯn kü tht má ®Õn viƯc lùa chọn công nghệ khai thác giới hóa hợp lý khu vực vỉa dày, độ dốc đến 350 Hiệu khai thác phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố ảnh hởng đến công nghệ sử dụng, điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ hai yếu tố định đến việc lựa chọn sơ đồ công nghệ khai thác Trong phạm vi đề tài tập trung vào 10 khoáng sàng có trữ lợng than phân bố vỉa mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, bao gồm: Mạo Khê, Vàng Danh, Than Thùng-Yên Tử, Hà Lầm, Suối Lại, Núi Béo, Thống Nhất, Dơng Huy, Mông Dơng, Khe Chàm Kết đánh giá định lợng cụ thể khu vực định hớng chung cho toàn khu vực khoáng sàng vỉa dày, dốc lại vùng Quảng Ninh Tổng trữ lợng địa chất khu vực vỉa có chiều dày trung bình lớn 3,5 m; góc dốc đến 350 giới hạn đánh giá 488.351 nghìn tấn, chiếm khoảng 43 ữ 51 % tổng trữ lợng khoáng sàng (xem bảng 1.1) Bảng 1.1 Tổng hợp trữ lợng vỉa dày, độ dốc đến 350 vïng Qu¶ng Ninh TT 10 Tên khoáng sàng công ty Mạo Khê Vàng Danh Than Thùng-Yên Tử Hà Lầm Núi Béo Suối Lại Thống Nhất Dơng Huy Mông Dơng Khe Chàm II-IV Tổng Cộng Tên vỉa than V6,7,8,9,9B V4,5,6,7,8 V4,5,6,7 V7,10,11,13,14 V7,10,11 V11,13,14 V1,2,3,4,5,6 V6,7,8,9,11,12,14 II11,G9,K8 V8,10,11 Mức đánh giá -80 ÷ -150 +200 ÷ -150 +290 ÷ -350 +25 ÷ -500 +25 ÷ -325 +140÷-250 +120 ÷ -300 +40 ÷ -350 -50 ÷ -300 -50 ÷ -760 Tr÷ l−ỵng (103T) 2.963,1 107.318,6 48.121,7 155.961,7 37.568,4 4.508,5 39.863,3 18.011,0 6.634,5 67.427,2 488.351,0 Tû lÖ (%) 0,61 21,98 9,85 31,94 7,69 0,92 8,16 3,69 1,36 13,81 100,00 70 Trong ®ã: Kck- HƯ sè hoµn thµnh chu kú, nt - Sè ngµy làm việc tháng, 3.3.9.6 Công suất lò chợ Qnăm = Qtháng x nth x kcd, (T/năm) (3.20) Trong đó: nth - Số tháng làm việc năm, kcd - Hệ số tính đến thời gian chuyển diện lò chợ, 3.3.9.7 Năng suất lao động công nhân lò chợ NSLĐ = Q ck (T/c«ng) N cn (3.21) Ncn - Sè công nhân làm việc lò chợ chu kỳ, (ng−êi); 3.3.9.8 Chi phÝ thuèc næ cho 1000 T than khai th¸c Ct = Nt x1000 (kg) Q ck (3.22) Trong đó: Nt: Lợng thuốc nổ cho chu kỳ (kg); Q ck : Sản lợng than khai thác chu kú, tÊn; 3.3.9.9 Chi phÝ kÝp næ cho 1000T than khai th¸c Ck = Nk x1000 (KÝp) Qck (3.23) Trong ®ã: N k : Sè kÝp nỉ cho mét chu kỳ khai thác, cái; Qck: Sản lợng than khai thác chu kỳ, tấn; 3.3.9.10 Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000T than khai thác Khối lợng dầu nhũ hóa tính cho lò chợ giá khung thủy lực di động đợc tính dựa sở kinh nghiệm Trung Quốc Công ty than hầm lò vùng Quảng Ninh áp dụng Khối lợng dung dịch nhũ hóa cấp cho lò chợ tháng thay lần Dầu nhũ hóa sử dụng loại MDT, M10, MS10-5 loại dầu có đặc tính kỹ thuật tơng đơng Nồng độ dung dịch yêu cầu 5% 71 Số lợng dầu nhũ hoá cần cung cấp tháng (tính 10% lợng dầu hao hụt phục vụ công tác củng cố, chống tăng cờng cột thủy lực đơn): Nd = (3 x Dt x 5%) x 110% (kg) (3.24) Dt - Dung tích thùng chứa dung dịch nhũ hoá, (lít) Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000 T than khai thác Cd = Nd x1000 (kg) Qthang (3.25) Trong đó: Nd: Số lợng dầu nhũ hoá sử dụng tháng, kg; Qtháng: Sản lợng than khai thác trung bình tháng, tấn; 3.3.9.11 Chiều dài mét lò chuẩn bị cho 1000T than khai th¸c Ccb = N cb x1000 (m) A kv (3.26) Trong đó: Ncb: Số mét lò chuẩn bị cho lò chợ khu vực , m; Akv: Sản lợng than đào lò khai thác đợc khu vùc, tÊn 3.3.9.12 Tỉn thÊt than theo c«ng nghƯ Tỷ lệ tổn thất than đợc xác định sở khối lợng than khai thác đợc so với khối lợng huy động vào khai thác Tổn thất than c«ng nghƯ: ηCN = ( Z dc − ( AKT + ACB ) ) x100% Z dc Trong ®ã: Zdc - Trữ lợng địa chất khu vực, (T) AKT - Sản lợng than khai thác từ lò chợ khu vực, (T); ACB - Sản lợng than đào lò chuẩn bị khu vực, (T) (3.27) 72 3.4 Tổng hợp, đánh giá kết áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác sử dụng giá chống thuỷ lực di động Bảng3.2:Các mốc thời gian triển khai áp dụng thử nghiệm giá chống thuỷ lực di động Tên Công ty Thời gian (bắt đầu ữ kết thúc) Tên lò chợ Lập DA§T LËp TKBVTC Chun giao CN Thèng NhÊt PV6b 11 ữ 12/2007 01 ữ 04/2008 04 ữ 05/2008 Hà Lầm VØa 10 08 ÷ 09/2007 11 ÷ 12/2008 01 ÷ 02/2009 VØa 10 04 ÷ 05/2008 08 ÷ 12/2008 09 ÷ 10/2009 VØa 11 02 ÷ 03/2009 06 ÷ 07/2009 07 ữ 09/2009 86 Quá trình triển khai áp dụng thử nghiệm giá chống thủy lực di động gồm công tác: Công tác mua sắm, kiểm định vật t, thiết bị; Công tác đào tạo, huấn luyện; Công tác lắp đặt giá chống thuỷ lực di động; Công tác điều khiển phá hoả đá vách ban đầu; Công tác khai thác lò chợ; Các tiêu kinh tế kỹ thuật đạt đợc: tiêu hiệu cha đạt nh thiết kế, nhng đà cải thiện đợc nhiều so với công nghệ cũ Sản lợng khai thác theo dõi tháng lò chợ áp dụng thử nghiệm giá chống xem bảng 3.3 Tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật đạt đợc lò chợ áp dụng thử nghiệm xem bảng 3.4 73 Bảng 3.3: Tổng hợp sản lợng khai thác trình áp dụng thử nghiệm giá khung thủy lực di động lò chỵ STT Thêi gian thùc hiƯn CT than thèng nhÊt Công ty 86 Công ty than Hà Lầm Lò chợ GK phân vỉa 6b cánh Bắc Lò chợ GK khấu hết chiều dày vỉa (V10) Lò chợ giá khung vỉa 10 khu III Khèi l−ỵng Ghi chó Khèi l−ỵng Ghi Khối lợng Ghi Tháng 5/2008 22,236 Th¸ng 6/2008 17,672 Th¸ng 7/2008 16,502 Th¸ng 8/2008 23,898 Th¸ng 9/2008 20,911 Th¸ng 10/2008 26,222 9,008 Lò ban đầu nhiều nớc Tháng 11/2008 16,805 14,709 Lò hoạt động bình thờng Tháng 12/2008 24,303 15,913 Lò hoạt động bình thờng Tháng 01/2009 8,833 4,329 Khấu vợt thợng phía trớc 8,164 Khấu 12 ngày 10 Th¸ng 02/2009 11 Th¸ng 3/2009 12 Th¸ng 4/2009 4,532 9,178 10,221 8,335 9,962 9,417 Lß cã n−íc + nghØ Tết Lò hoạt động bình thờng chiều dày vỉa giảm Lò hoạt động bình thờng chiều dày vỉa giảm 2,219 16,202 34,285 Lắp đặt phân đoạn phía Làm việc bình thờng Làm việc bình thờng 13 Tháng 5/2009 13,763 5,821 Lò có nớc + điện 16,185 Làm việc bình thờng 14 Tháng 6/2009 15,513 8,494 Lò có nớc + điện 23,896 Làm việc bình thờng 15 Tháng 7/2009 12,580 9,296 Lò có nớc + điện 243,169 95,284 Tính tổng sản lợng khai thác đợc 100,951 16,211 12,938 Tính đến ảnh hởng yếu tố khách quan 21,379 Tính tổng sản lợng khai thác đợc Tính đến ảnh hởng yếu tè kh¸ch quan 16 Th¸ng 8/2009 17 Th¸ng 9/2009 18 Tháng 10/2009 19 Tháng 11/2009 Tổng 20 21 Trung bình 74 Bảng 3.4: Các tiêu kinh tế - kỹ thuật lò chợ áp dụng thử nghiệm giá chống thủy lực di động Công ty 86 STT Tên tiêu Hà lầm Thống Đơn vị Thiết kế Thùc tÕ Chªnh lƯch ThiÕt kÕ Thùc tÕ Chªnh lƯch Thiết kế Thực tế Chênh lệch Chiều dày vỉa trung b×nh m 4.30 4.30 0.00 7.00 7.00 0.00 7.20 7.20 0.00 - ChiỊu cao khÊu g¬ng m 2.20 2.20 0.00 2.20 2.20 0.00 2.20 2.20 0.00 - ChiÒu cao thu hồi than hạ trần m 2.10 2.10 0.00 4.80 4.80 0.00 5.00 5.00 0.00 Gãc dèc vØa trung b×nh §é 40.00 40.00 0.00 14.00 14.00 0.00 21.00 21.00 0.00 Träng lỵng thĨ tÝch cđa than T/m3 1.40 1.40 0.00 1.42 1.42 0.00 1.57 1.57 0.00 ChiỊu dµi lò chợ trung bình m 72.00 66.00 6.00 150.00 150.00 0.00 120.00 120.00 0.00 Chiều dài theo phơng khu khai th¸c m 340.00 340.00 0.00 275.00 275.00 0.00 400.00 400.00 0.00 ChiÒu réng luång khÊu m 0.80 0.80 0.00 0.80 0.80 0.00 0.80 0.80 0.00 TiÕn ®é khai th¸c mét chu kú m 1.60 0.80 0.80 0.80 0.80 0.00 0.80 0.80 0.00 Loại giá khung chống giữ - Sản lợng khai thác chu kú T 555.00 555.00 0.00 929.00 929.00 0.00 897.00 897.00 0.00 10 Sè ca hoµn thµnh mét chu kú Ca 2.00 3.00 -1.00 2.00 2.17 -0.17 3.00 4.15 -1.15 11 Số ca làm việc ngày đêm Ca 3.00 3.00 0.00 3.00 3.00 0.00 3.00 3.00 0.00 GK/1600/1.6/2.4 GK/1600/1.6/2.4 GK/1600/1.6/2.4 Sản lợng khai thác lò chợ ngày 12 đêm T 666.00 320.00 346.00 1,394.00 855.17 538.83 897.00 648.45 248.55 13 Sản lợng TB khai thác tháng T 16,650.00 8,000.00 8,650.00 33,108.00 21,379.20 11,728.80 21,303.00 16,211.25 5,091.75 14 HƯ sè hoµn thµnh mét chu kú - 0.80 0.67 0.13 0.95 0.92 0.03 0.95 0.72 0.23 15 Công suất lò chợ T/năm 170,000.00 96,000.00 74,000.00 350,000.00 256,550.40 93,449.60 250,000.00 194,535.00 55,465.00 75 Số công nhân lò chợ ngày 16 đêm 17 Năng suất lao động trực tiếp ngời 90.00 75.00 15.00 132.00 132.00 0.00 105.00 105.00 0.00 T/c«ng 7.40 4.30 3.10 10.60 6.48 4.12 8.50 6.18 2.32 kg 130.00 116.90 13.10 118.00 70.70 47.30 144.70 91.45 53.25 c¸i 519.00 517.90 1.10 356.00 256.80 90.20 395.00 361.03 33.97 kg 23.10 167.70 -144.60 8.00 97.90 -89.90 12.40 120.80 -108.40 m 6.10 5.40 0.70 4.70 4.70 0.00 4.00 4.00 0.00 m3 1.39 0.30 1.09 1.10 0.60 0.50 1.10 0.60 0.50 Chi phÝ thuèc næ cho 1000T than 18 khai th¸c Chi phÝ kÝp nỉ cho 1000T than khai 19 thác Chi phí dầu nhũ hãa cho 1000T 20 than khai th¸c Chi phÝ mÐt lò chuẩn bị cho 1000T 21 than khai thác Chi phí gỗ cho 1000T than khai 22 thác Chi phí líi thÐp cho 1000T than 23 khai th¸c kg 728.00 412.80 315.20 0.00 25.00 25.00 0.00 22.73 22.73 24 Tæn thÊt than theo c«ng nghƯ % 29.90 17.70 12.20 22.00 18.90 3.10 22.80 20.00 2.80 76 Qua bảng tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật đạt đợc giai đoạn áp dụng thử nghiệm lò chợ áp dụng giá chống thuỷ lực di động đánh giá: - Sản lợng than khai thác đạt từ 2219 ữ 34285 T/tháng; suất lao động đạt từ 4,3 ữ 6,48 T/công Nh vậy, tiêu sản lợng suất lao động đạt khoảng 65 ữ 70% so với thiết kế Nguyên nhân vấn đề công nhân cha hoàn toàn làm chủ công nghệ, kinh nghiện vận hành khai thác thiếu, đặc biệt điều kiện địa chất kỹ thuật phức tạp, ảnh hởng lớn tới hiệu công nghệ - Việc áp dụng giá chống thuỷ lực di động cho phép giảm chi phí gỗ đáng kể từ 10 đến 15 lần so với công nghệ khai thác truyền thống trớc Tại lò chợ chống giá khung, gần nh bỏ hoàn toàn gỗ Qua kết áp dụng lò chợ thử nghiệm cho thấy chi phí gỗ bình quân cho 1000 T than khai thác từ 0,3 ữ 2,43 m3 Chi phí gỗ chủ yếu để xử lý cố, chèn nóc, cợc gơng, cợc phá hỏa, vợt lò cũ (lò chợ giá khung vỉa 10 Nam Khe Tam Công ty TNHHMTV 86) - Một tiêu quan trọng chi phí dầu nhũ hóa dùng để tạo dung dịch nhũ hóa (3 ữ %) Thực tế, chi phí dầu nhũ hóa bình quân cho 1000 T than khai thác đợc dao động từ 97,9 ữ 167,7 kg, cao nhiều lần so với tính toán lý thuyết thiết kế Nguyên nhân chất lợng nguồn nớc dầu không đảm bảo, chi phí xử lý cố nhiều tổn thất rò rỉ lớn tính toán nhiều lần - ¸p dơng c«ng nghƯ khai th¸c sư dơng gi¸ chèng thuỷ lực thuỷ lực di động thực chất thay đổi loại hình chống giữ, không thay đổi phơng pháp khấu than, chi phí thuốc nổ kíp nổ thay đổi so với công nghệ khai thác sử dụng giá thủy lực di động - áp dụng chống giá chống thuỷ lực di động cho phép n©ng cao tû lƯ thu håi than nãc Qua thèng kª cho thÊy, tû lƯ tỉn thÊt than thùc tÕ lò chợ sử dụng giá chống thuỷ lực di động lại 12 ữ 20% 77 Đánh giá kết làm việc thiết bị đồng Qua theo dõi hoạt động thiết bị đồng giá chống thuỷ lực di động cho thấy, hệ thống làm việc ổn định, an toàn, đủ độ tin cậy Tuy nhiên, điều kiện địa chất phức tạp, áp lực lớn, hỏng hóc thờng xuyên nh gioăng phớt chịu lực, chốt dễ thay , song nhìn chung đồng thiết bị làm việc tơng đối ổn định (cha xảy cố dẫn đến dừng sản xuất bất thờng) áp lực khu vực nghiên cứu Đo đạc khảo sát áp lực mỏ lò chợ Giá chống thuỷ lực di động có đặc tính sau: - Sử dụng cột chống có sức kháng tải cao - Chiều rộng khoảng không gơng khai thác hẹp - Bớc dịch chuyển nhỏ - Có khả dịch chuyển xà chống sau khấu gơng - Diện tích chống giữ lớn (tiết diện tiếp xúc xà với lò chợ) v.v Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý làm việc giá khung lò chợ Qua kết nghiên cứu cho thấy, tính toán áp lực lên giá khung thuỷ lực di động dựa tính chất nứt nẻ đất đá, chịu ảnh hởng hay không chịu ảnh hởng đá vách bản, bớc dịch chuyển xà, trình tự dịch chuyển, v.v Trên sở sơ đồ làm việc giá chống thủy lực di động, để đảm bảo an toàn khai thác cần đảm bảo c©n b»ng lùc: 78 Mq - MR1 - MR2 = (3.28) Hay: q lc (l lc − l sd ) = R (l lc − l sd ) + R l lc (3.29) Trong ®ã: qlc - Tải trọng lên gơng lò chợ; llc - Chiều rộng lớn gơng lò chợ; lsđ - Bớc sập đổ đá vách trực tiếp; R1, R2 - Tải trọng lên hàng cột chống phía trớc phía sau giá khung thủy lực di động; Bớc sập đổ đá vách trực tiếp xác định theo công thøc: ls® = σ u h i2 , (m) qi (3.30) Tải trọng lên gơng lò chợ đợc xác định từ điều kiện qlc = tb hi, (T/m2) (3.31) Trạng thái làm việc hàng cột giá khung thủy lực di động: R1 R = ∆h ∆h (3.32) Trong ®ã: ∆h1, ∆h2 - Độ dịch động vách xuống hàng cột chống phía trớc phía sau Phơng trình đồng dạng độ dịch chuyển ruột cột với chiều rộng gơng khai thác h ∆h = l lc − a l lc (3.33) Kết nhận đợc: q lc (l lc + l sd ) l lc a , (T) R2 = l lc2 + (l lc − a ) [ ] Trong ®ã: a1 - Khoảng cách hai hàng cột giá chống thủy lực di động; (3.34) 79 a2 - Khoảng cách giá chống thủy lực di động; lsđ - Bớc thu håi than nãc T−¬ng tù ta cã: R1 = q lc (l lc + l sd ) (l lc −a ).a , (T) l lc2 + (l lc − a ) [ ] (3.35) Tải trọng lớn lên giá chống thuỷ lực di ®éng R1 = 0: Rmax = q lc (l lc + l sd ) a , (T) 2l lc (3.36) Theo đặc điểm điều kiện địa chất lò chợ thử nghiệm thuộc Công ty Than Thống Nhất, Công ty Cổ phần Than Hà Lầm Công ty TMHHMTV 86 Tổng Công ty Đông Bắc ta tính toán đợc giá trị tải trọng tác động lên kết cấu xà kim loại giá chống thuỷ lực di động, kết xem bảng 3.5 Bảng3.5 : Giá trị tải trọng tác động lên giá chống thuỷ lực di động lò chợ thử nghiệm Tên lò chợ Tải trọng tác dụng TT lên kế cấu xà kim PV.6b loại (T) Lộ Trí Vỉa 10 khu VØa 10 VØa 11 III Hµ Nam Khe Nam Khe Lầm Tam Tam Luồng phá hoả, R1 52,7 49,0 62,0 36 Luång g−¬ng, R2 25,0 23,0 30,0 15,6 64,5 76,0 76,4 43 T¶i träng lín nhÊt lên giá, Rmax Kết đo áp lực lò chợ thử nghiệm cho thấy, áp lực thực tế lên kết cấu xà kim loại không lớn, áp lực lên kết cấu xà kim loại luồng gơng dao động tõ 70 ÷ 150 MPa/cét hay tõ ÷ 12 T/cột, áp lực lên kết cấu xà kim loại luồng phá hoả từ 10 ữ 25 MPa/cột hay từ ữ 19 T/cột Xác định độ lún cột xuống lò Cờng độ kháng lún lò tiêu quan trọng cần đợc xác định xác có đủ tính toán thông số điều khiển đá vách Bởi ổn định hệ chống cân động áp lực nóc, sức kháng cột sức kháng lún lò lò, khả kháng lún lò yếu tố quan trọng 80 việc sử dụng cột chống thuỷ lực đơn khai thác Nếu lò bền vững cột bị lún sâu xuống dới tác dụng áp lực mỏ làm ảnh hởng tới khả làm việc cột chống đặc biệt công tác thu hồi cột gặp nhiều khó khăn Khả kháng lún đợc ®¸nh gi¸ b»ng c−êng ®é kh¸ng lón (σkl ) Theo Bôrisốp điều kiện để chống không bị lún xuống trơ vØa lµ: R max = σ kl S t , (KG/cm2) n (3.37) Trong đó: Rmax - Sức kháng làm việc cực đại cột chống gơng lò, (KG); St - Diện tích tiếp xúc chống vào trụ vỉa, (cm2); kl - Cờng độ kháng lún trơ vØa, (KG/cm2); n - HƯ sè dù tr÷ bỊn Trong khu vực lò chợ áp dụng thử nghiệm giá chống thuỷ lực di động Công ty Than Thống Nhất, Công ty Cổ phần Than Hà Lầm Công ty TNHHMTV 86 tiến hành xác định cờng độ kháng lún phơng pháp tĩnh Phơng pháp xác định cờng độ kháng lún lò tỷ số lực kháng tức thời thiết bị ®o víi diƯn tÝch ®Õ cđa chÝnh nã t¹i thêi điểm lực Q đủ lớn để phá huỷ phần đất ®¸ nỊn tiÕp xóc víi ®Õ (F) σ kl = Q , (KG/cm2) F (3.38) Q - Søc kh¸ng tøc thời thiết bị đo, (KG); F - Diện tích tiếp xúc với đá thiết bị đo, (cm2); Kết xác định độ kháng lún lò chợ áp dụng thử nghiệm giá khung thuỷ lực di động nh sau: kl = 90 KG/cm2 (nền lò chợ lớp phân vỉa 6b cánh Bắc khu Lộ TrÝ C«ng ty Than Thèng NhÊt) σkl = 230 KG/cm2 (nền lò chợ vỉa 10 khu III Công ty Cổ phần Than Hà Lầm) kl = 295 KG/cm2 (nền lò chợ vỉa 10 khu Nam Khe Tam Công ty TNHHMTV 86) 81 kl = 269 KG/cm2 (nền lò chợ vØa 11 khu Nam Khe Tam C«ng ty TNHHMTV 86) Tính toán kiểm tra diện tích đế cột theo ®iỊu kiƯn ®Ĩ cét chèng kh«ng lón xng trơ vØa FCT ≥ R max , (cm2) n.σ kl (3.39) Trong ®ã : Rmax - ¸p lùc má lín nhÊt t¸c dụng lên cột chống lò chợ; kl - Khả kháng lún lò; n - Số cột chống làm việc áp lực mỏ tác động lên giá khung thuỷ lực di động lớn Kết kiểm tra cho thấy lò chợ áp dụng thử nghiệm giá chống thuỷ lực di động thuộc phân vỉa 6b cánh Bắc khu Lộ Trí Công ty Than Thống Nhất, lò chợ vỉa 10 khu III Công ty Cổ phần Than Hà Lầm lò chợ vỉa 10 khu Nam Khe Tam Công ty TNHHMTV 86 cần phải thêm đế phụ Loại đế phụ đợc lựa chọn có đờng kÝnh 26 cm t−¬ng øng víi diƯn tÝch 530 cm2, trình khai thác thử nghiệm cho thấy loại đế đảm bảo chống lún cho cột giá chèng thđy lùc di ®éng 82 KÕt ln KÕt tính toán theo dõi trình hoạt động thực tế đà khẳng định đợc chế làm việc, phù hợp dàn chống thủy lực GK/1600/1.6/2.4 với điều kiện địa chất mỏ vùng Quảng Ninh Các tiêu kinh tế, kỹ thuật đạt đợc đà thể vợt trội, số công nhân giảm đáng kể, suất tăng, tỷ lệ thu hồi than hạ trần tăng 10%, giá thành phân xởng giảm Điều thể giá chống thủy lực di động GK1600/1.6/2.4 đợc chế tạo công ty cổ phần Chế tạo máy TKV hoàn toàn đáp ứng đủ yêu cầu cho công tác chống giữ, khai thác than mỏ hầm lò Góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật công nghệ nghành than, tạo thêm công ăn việc làm cho ngời lao động cho xà hội, giảm nhập thiết bị phục vụ khai thác mỏ Qua xây dựng, tập hợp Đề tài đà tiến hành đánh giá tổng hợp trữ lợng đặc điểm điều kiện địa chất- kỹ thuật mỏ khoáng sàng than vùng Quảng Ninh, bao gồm, Mạo Khê, Vàng Danh, Than Thùng- Yên Tử, Hà Lầm, Núi Béo, Suối Lại, Thống Nhất, Dơng Huy, Mông Dơng Khe Chàm Theo mức khai thác thăm dò địa chất với tổng trữ lợng địa chất vỉa dày đợc xem xét đánh giá 488.351 triệu Kết tính toán đánh giá cho thấy khu vực vỉa dày Quảng Ninh thuận lợi áp dụng công nghệ giới hóa khai thác giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 Từ kết thành công đề tài tác giả kiến nghị quan chức nh Công Thơng, Bộ Khoa Học Công Nghệ, Tập đoàn Than- Khoáng Sản Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi để đề tài tiếp tục có bớc phát triển cao hơn, giá chống di động GK/1600/1.6/2.4 đợc áp dụng rộng rÃi mỏ than hầm lò góp phần vào phát triển chung khí ngành than nói chung công ty cổ phần Chế tạo máy TKV nãi riªng 83 Lêi kÕt Sau mét thêi gian tìm tòi, nghiên cứu, thống kê, phân tích đánh giá đến luận văn kỹ thuật đà đợc hoàn thành Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hớng dẫn tận tình Thầy giáo TS Nguyễn Hữu Việt Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình Thầy giáo Bộ môn máy thiết bị mỏ Trờng Đại học Mỏ - Địa chất đà giúp đỡ nhiều trình hoàn thành luận văn Mặc dù thân đà nỗ lực cố gắng nhiều, song vốn kiến thức có hạn, trình độ nhận thức hạn chế, tài liệu tham khảo không đợc nhiều nên luận văn nhiều thiếu sót Tôi mong nhận đợc góp ý chân thành Thầy giáo Bộ môn Máy thiết bị mỏ, bạn đồng nghiệp để luận văn đợc hoàn thiện Một lần xin chân thành cảm ơn ! 84 Tài liệu tham khảo Đinh Văn Chiến (2009), Ma sát, mòn, bôi trơn máy thiết bị mỏ, dầu khí, NXB khoa học kỹ thuật Đặng Văn Cơng, công nghệ khai thác than hầm lò (1993 - tập 3, giáo trình trờng Đại học Mỏ - Địa chất Võ Trọng Hùng (2007), Phơng pháp giới hóa xây dựng công trình mỏ, giáo trình trờng đại học Mỏ-Địa Chất Nguyễn Văn Kháng (2009), Quy hoạch thực nghiệm, giáo trình trờng đại học MỏĐịa Chất Nguyễn Văn Kháng (2006), Vận tải đờng ống, giáo trình trờng đại học MỏĐịa Chất Đoàn Văn Ký (2008), Máy thiết bị khai thác mỏ đại, giáo trình trờng đại học Mỏ-Địa Chất Nguyễn Hữu Việt (2008), Máy vận tải tổ hợp thiết bị vận tải đại, giáo trình trờng đại học Mỏ-Địa Chất Vũ Nam Ngạn (2009), Điều khiển tự động, truyền động thủy khí, giáo trình trờng đại học Mỏ-Địa Chất Iu.K Nur - mu - kha - me - dôp (1978), thí dụ công nghệ khai thác than hầm lò Ngời dịch: Đặng Văn Cơng Hiệu đính: Vũ Văn Tiến Cùng nhiều tài liệu tham khảo khác Công ty CP Chế tạo máy-TKV, Viện KHCN mỏ, Công ty Cổ phần t vấn đầu t Mỏ & Công nghiệp tài liƯu giíi thiƯu thiÕt bÞ míi cđa Trung Qc ... than sử 51 Dụng giá chống thuỷ lực di động vỉa 10 khu III Công ty Cổ phần Than Hà Lầm Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo phơng, lò chợ trụ hạ trần than sử dụng 53 giá khung thuỷ lực... đợc chế tạo Công ty cổ phần Chế Tạo Máy TKV - Phạm vi nghiên cứu lò chợ áp dụng giá giá chống thủy lực di động GK/1600/1.6/2.4 Công ty than Thống Nhất, Công ty cổ phần than Hà Lầm, Công ty than... cao trình độ khoa học kỹ thuật khả cung ứng sản phẩm phục vụ khai thác than hầm lò Công ty cổ phần chế tạo máy TKV Cấu trúc luận văn: - Luận văn gồm: Phần mở đầu, chơng phần kết luận đợc trình