Theo phân bố trữ lượng địa chất của vùng Quảng Ninh cho thấy gần 33% tổng trữ lượng phân bố ở các vỉa dốc nghiêng và dốc (α > 350), trong đó vỉa dốc đứng (α > 550) chiếm khoảng 5%. Việc nghiên cứu áp dụng các công nghệ khai thác các vỉa dốc đảm bảo hiệu quả kinh tế và an toàn lao động là một trong các vấn đề được ngành Than đặc biệt quan tâm.

Tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, để khai thác các vỉa than dốc nghiêng, dốc đứng thường áp dụng công nghệ khai thác lò dọc vỉa phân tầng, chia lớp ngang - nghiêng và công nghệ khai thác buồng - thượng. Mặc dù, đã giải quyết được một số khó khăn trong vấn đề khai thác các vỉa dốc. Song các sơ đồ công nghệ nêu trên cho sản lượng khai thác lò chợ không cao, tỷ lệ tổn thất than lớn, đặc biệt là công tác an toàn lao động. Thực tế sản xuất cho thấy để khai thác các vỉa dốc nghiêng và dốc đứng trong điều kiện địa chất vùng Quảng Ninh cần tiến hành theo hai hướng cơ bản: Hoàn thiện công nghệ khai thác vỉa dốc trên cơ sở các sơ đồ công nghệ hiện đang áp dụng; và Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm công nghệ khai thác mới.

Dự án sản xuất thử nghiệm: “Hoàn thiện công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn mềm có cơ cấu thủy lực áp dụng cho điều kiện vỉa dày trung bình góc dốc trên 450 cho các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh” do ThS. Trần Tuấn Ngạn, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ (Vinacomin) làm chủ nhiệm là bước tiếp theo triển khai các kết quả của đề tài trọng điểm cấp nhà nước mà Viện Khoa học Công nghệ Mỏ đã thực hiện trước đó nhằm tiếp tục áp dụng thử nghiệm công nghệ để theo dõi đánh giá các vấn đề, các mối quan hệ liên quan đến hiệu quả và an toàn của công nghệ như: các thông số cơ bản của sơ đồ công nghệ khai thác; mức độ ổn định và các thông số làm việc của giàn chống; mức độ an toàn; các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt được phù hợp với điều kiện về chiều dày, góc dốc vỉa, mức độ biến động của chiều dày, góc dốc, mức độ ổn định và bền vững của đá vách, đá trụ trong các điều kiện địa chất - kỹ thuật mỏ cụ thể. Trên cơ sở đó, hoàn thiện một số thông số cơ bản của sơ đồ công nghệ khai thác: chiều dài lò chợ đoạn xiên chéo; chiều dài đoạn giàn chống lắp đặt phía trước lò chợ ở lò thông gió; chiều dài đoạn giàn chống lưu lại phía sau lò chợ ở lò nối; chiều dài và khoảng cách các phỗng thoát than; hộ chiếu khoan nổ mìn lò chợ; công tác tổ chức sản xuất và khai thác lò chợ nhằm nâng cao khả năng thích ứng của giàn chống, phù hợp với điều kiện địa chất mỏ phức tạp của vùng Quảng Ninh, khẳng định tính ưu việt của công nghệ và làm cơ sở để mở rộng Dự án.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:

- Dự án đã tổng hợp và đánh giá kết quả áp dụng công nghệ khai thác sử dụng giàn chống mềm loại ZRY trong lò chợ các Công ty khai thác than hầm lò của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam. Trên cơ sở đó, nghiên cứu hoàn thiện một số thông số kỹ thuật cơ bản của sơ đồ công nghệ, bao gồm: (i) Chiều dài lò chợ phần xiên chéo; (ii) Chiều dài đoạn giàn chống lắp đặt phía trước ở lò thông gió; (iii) Chiều dài đoạn giàn chống lưu lại phía sau lò chợ; (iv) Chiều dài và khoảng cách các phỗng thoát than; (v) Hộ chiếu khoan nổ mìn lò chợ; (vi) Công tác tổ chức sản xuất và khai thác lò chợ; (vii) Điều kiện và phạm vi áp dụng của giàn chống.

Kết quả nghiên cứu làm cơ sở cho công tác lập thiết kế áp dụng công nghệ trong thực tế sản xuất tại các Công ty khai thác hầm lò của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam.

- Trên cơ sở, kết quả đánh giá tổng hợp trữ lượng, đặc điểm các vỉa góc dốc trên 45⁰ trong một số mỏ hầm lò của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam và các tiêu chí lựa chọn khu vực sản xuất thử nghiệm, Dự án đã lựa chọn khu vực sản xuất thử nghiệm công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY là: Lò chợ thuộc khu I vỉa 16-1 mỏ Hà Ráng Công ty than Hạ Long. Kết quả tính toán thiết kế lò chợ đã cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt: Công suất lò chợ 110.000 T/năm; Năng suất lao động trực tiếp 6,7 tấn/công; Tổn thất công nghệ 15,8%; Giá thành phân xưởng 302.705 đ/tấn. Dự án đã nghiên cứu và xây dựng được bộ quy trình công nghệ khai thác; biện pháp kỹ thuật an toàn; Các giải pháp xử lý các sự cố trong quá trình khai thác lò chợ. Bộ quy trình và các giải pháp khai thác lò chợ hoàn thiện đảm bảo khai thác lò chợ ổn định và an toàn cho công nhân trực tiếp sản xuất lò chợ.

Quá trình triển khai thử nghiệm công nghệ khai thác lò chợ sử dụng giàn chống mềm loại ZRY trong thực tế, Dự án đã đánh giá tổng hợp kết quả áp dụng; nghiên cứu hiệu chỉnh một số thông số cũng như các giải pháp khai thác lò chợ. Kết quả cho thấy: Lò chợ khai thác áp dụng thử nghiệm đã khai thác được khoảng 53.683 tấn nguyên khai và cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật rất tốt. Đáp ứng với mục tiêu của Dự án đặt ra: Công suất khai thác lò chợ đạt khoảng 107.366 tấn/năm, năng suất trực tiếp của công nhân khai thác 6,5 tấn/công, tổn thất công nghệ khai thác 15,1%. Công tác khai thác lò chợ đảm bảo an toàn con người và thiết bị.

- So với các loại hình công nghệ khai thác vỉa dốc hiện đang áp dụng tại mỏ cũng như các mỏ hầm lò của Tập đoàn (công nghệ khai thác buồng thượng, hoặc lò DVPT), công suất lò chợ tăng từ 30.000 ÷ 40.000 tấn/năm lên trên 107.366 tấn/năm (tăng 2,5 ÷ 3,0 lần). Năng suất công nhân trực tiếp tăng từ 3,2 ÷ 4,5 T/công lên 6,5 T/công (tăng 1,5 ÷ 2 lần). Tổn thất công nghệ giảm từ 30 ÷ 35% xuống còn 15,1%.

- So với công nghệ khai thác sử dụng giàn mềm ZRY trước đây tại mỏ: Công suất lò chợ tăng từ 78.000 tấn/năm lên trên 107.700 tấn/năm (tăng 1,37 lần). Năng suất công nhân trực tiếp tăng từ 4,6 T/công lên 6,5 T/công (tăng 1,4 lần). Tổn thất công nghệ giảm từ 18% xuống còn 15,1%. Từ đó, đã mang lại hiệu quả cao cho Công ty.

Giàn chống mềm loại ZRY của Trung quốc có nhiều chủng loại cũng như các mã hiệu khác nhau. Mỗi loại mã hiệu giàn khai thác tương ứng và phù hợp với một phạm vi chiều dày vỉa nhất định và có khả năng khai thác được từ vỉa có chiều dày 1,6m đến vỉa có chiều dày đến 6,0m. Dự án đã nghiên cứu áp dụng công nghệ trong điều kiện vỉa có chiều dày trung bình đến 3,5m. Trên cơ sở các kết quả đạt được của Dự án, đề nghị Bộ Công Thương tiếp tục tạo điều kiện cho Viện KH&CN Mỏ được triển khai nghiên cứu tiếp công nghệ trong phạm vi điều kiện vỉa có chiều dày trên 3,5m nhằm mở rộng phạm vi cũng như đa dạng hóa loại hình công nghệ.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19414/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)