Mới đây, Viện Khoa học công nghệ Mỏ (Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam - TKV) đã thực hiện đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo giàn chống mềm có cơ cấu thủy lực trong điều kiện khai thác lò chợ xiên chéo, góc dốc hơn 450. Đây là tiền đề thuận lợi áp dụng rộng rãi giàn chống ZRY cho các khu vực vỉa dốc tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.

Ung dung cong nghe khai thac lo cho xien cheo - Anh 1

Các vỉa dốc hơn 450 phân bố ở hầu hết các mỏ than hầm lò thuộc TKV với trữ lượng tương đối lớn, khoảng 73,3 triệu tấn, chiếm 11,62% tổng trữ lượng huy động vào các dự án mỏ hầm lò. Hằng năm, sản lượng khai thác than từ vỉa dốc khoảng 4 triệu tấn, chiếm 19% tổng sản lượng than khai thác hầm lò của TKV. Hiện nay, để khai thác điều kiện vỉa dốc, các mỏ hầm lò của TKV đang áp dụng các loại hình công nghệ như cơ giới hóa đồng bộ sử dụng tổ hợp 2ANSH; công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng; công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng và các công nghệ khai thác dạng buồng hoặc đào lò lấy than.

Công nghệ cơ giới hóa khai thác sử dụng tổ hợp 2ANSH được triển khai từ năm 2008 tại các Công ty than Mạo Khê và Hồng Thái để khai thác các khu vực vỉa dốc, có chiều dày 1,2 đến 2,2 m, địa chất ổn định. Công nghệ này đã khẳng định tính ưu việt so các công nghệ thủ công trong cùng điều kiện, với sản lượng đạt được từ 65 đến 96 nghìn tấn/năm, năng suất lao động cao, tổn thất than thấp, chi phí mét lò chuẩn bị nhỏ,... Tuy nhiên, do đầu tư thiết bị lớn, điều kiện áp dụng công nghệ đòi hỏi khắt khe, trữ lượng khai thác cần tập trung,... cho nên công nghệ này không thể nhân rộng, áp dụng đại trà tại những đơn vị hầm lò khác.

Các công nghệ thủ công khai thác vỉa dốc đang áp dụng phổ biến tại các mỏ hầm lò thuộc TKV có ưu điểm đơn giản, thích ứng điều kiện địa chất phức tạp và chi phí đầu tư nhỏ. Tuy nhiên, công nghệ này có nhược điểm là sản lượng, năng suất lao động thấp, chi phí mét lò chuẩn bị lớn; tỷ lệ tổn thất cao, điều kiện làm việc và mức độ an toàn hạn chế. Do vậy, yêu cầu cấp thiết đặt ra đối với ngành than là tiếp tục nghiên cứu, lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp hơn với điều kiện vỉa dốc hơn 450 tại các mỏ hầm lò thuộc TKV.

Giàn chống mềm loại ZRY là tổ hợp gồm nhiều giá chống (vì chống), được liên kết mềm với nhau bằng xích hoặc khớp bản lề. Mỗi giá chống có cấu tạo gồm xà dẫn hướng, xà nóc, xà che chắn và xà đuôi. Ở bộ phận xà đuôi được bố trí hệ thống pít-tông thủy lực có tác dụng cho phép thay đổi chiều rộng chống giữ lò chợ trong một phạm vi nhất định và hỗ trợ công tác điều khiển giàn chống trong quá trình khai thác. Năm 2014, trên cơ sở khảo sát công nghệ giàn chống ZRY trên thế giới, Viện Khoa học công nghệ Mỏ đã phối hợp Công ty than Hồng Thái triển khai dự án đầu tư áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác lò chợ chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY tại khu Tràng Khê II. Kết quả áp dụng thử nghiệm công nghệ tại khu Tràng Khê II (Công ty than Hồng Thái) cho thấy, công nghệ đã đạt chỉ tiêu khoa học kỹ thuật tốt, công suất và năng suất lao động tương đối cao. Sản lượng khai thác có giai đoạn đạt hơn 400 tấn/ngày đêm, tổn thất than giảm chỉ còn khoảng 12,6 đến 16,3%.

Công nghệ này có quy trình khai thác đơn giản, giàn chống và thiết bị không nhiều. Do đó, cán bộ, công nhân nhanh chóng thuần thục quy trình khai thác và quản lý tốt an toàn lao động. Lò chợ được thông gió bằng hạ áp theo mạng thông gió chung, không phải thông gió cục bộ cho nên điều kiện làm việc của công nhân trong lò chợ tốt hơn. Dây chuyền thiết bị gồm giàn chống mềm ZRY, trạm bơm, hệ thống cấp dịch và các thiết bị vận tải. Nhìn chung, các thiết bị làm việc tốt, bảo đảm độ tin cậy phục vụ quá trình khai thác lò chợ.

Đây là cơ sở quan trọng để xem xét khả năng nhân rộng áp dụng cho các điều kiện vỉa dốc phù hợp khác tại các mỏ hầm lò thuộc TKV. Trên cơ sở kết quả đạt được tại Công ty than Hồng Thái, Viện Khoa học công nghệ Mỏ đã so sánh công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY với các công nghệ khác trong cùng điều kiện, cho thấy, công nghệ khai thác sử dụng giàn mềm ZRY có nhiều ưu điểm vượt trội về mặt kỹ thuật, an toàn so với các công nghệ khác trong cùng điều kiện, do đó có thể nhân rộng áp dụng cho những điều kiện vỉa dốc phù hợp tại các mỏ hầm lò thuộc TKV.

Theo đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất các mỏ than hầm lò thuộc TKV, trữ lượng các vỉa than dốc hơn 450, dày đến 4,5 m có khả năng áp dụng công nghệ giàn chống mềm ZRY khoảng 25,64 triệu tấn, tập trung chủ yếu tại các mỏ Mạo Khê, Nam Mẫu, Vàng Danh, Uông Bí, Hồng Thái, Dương Huy, Quang Hanh, Hạ Long và Mông Dương. Tại Công ty than Uông Bí, đầu năm 2016, Viện Khoa học công nghệ Mỏ đã lập thiết kế bản vẽ tiêu chuẩn áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm ZRY20/30L tại mỏ Tràng Bạch, hiện lò chợ này đang được lắp đặt. Ngoài ra, Viện cũng đang phối hợp một số đơn vị như Vàng Danh, Nam Mẫu, Uông Bí, Quang Hanh, Hạ Long và Mông Dương, triển khai nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng và lựa chọn giàn chống mềm ZRY phù hợp đặc điểm sản trạng của từng khoáng sàng.

Bên cạnh đó, Viện Khoa học công nghệ Mỏ đã chủ động phối hợp các đơn vị cơ khí trong TKV nghiên cứu chế tạo giàn chống mềm ZRY nhằm mục tiêu nội địa hóa giàn chống, góp phần giảm chi phí mua sắm thiết bị, đồng thời nâng cao năng lực cơ khí chế tạo trong nước. Đây là tiền đề thuận lợi cho việc phát triển mở rộng giàn chống ZRY cho các khu vực vỉa dốc tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.

TS LÊ ĐỨC NGUYÊN

(Viện Khoa học công nghệ Mỏ -TKV)