Năm 2005, mỏ than Khe Chàm là đơn vị đầu tiên trong Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) triển khai áp dụng công nghệ khai thác lò chợ dài cơ giới hóa đồng bộ (CGHĐB) khấu hết chiều dày vỉa, cho điều kiện vỉa dày trung bình, thoải đến nghiêng. Tiếp đó, từ năm 2007 ÷ 2010 các mỏ Vàng Danh, Nam Mẫu đã thử nghiệm công nghệ khai thác CGHĐB hạ trần than cho điều kiện vỉa dày, thoải đến nghiêng. Tính đến hết năm 2017, đã có 10 dây chuyền CGHĐB cho đối tượng vỉa thoải đến nghiêng được đưa vào áp dụng tại các mỏ hầm lò trong nước, hiện nay có 07 dây chuyền đang hoạt động gồm: Hà Lầm (02 lò chợ hạ trần thu hồi than nóc); Khe Chàm (02 lò chợ: 01 khấu hết chiều dày vỉa, 01 hạ trần thu hồi than nóc); Vàng Danh (01 lò chợ hạ trần thu hồi than nóc); Quang Hanh (01 lò chợ khấu hết chiều dày vỉa) và Dương Huy (01 lò chợ khấu hết chiều dày vỉa). Kết quả áp dụng các mô hình cơ giới hóa đồng bộ trên đã khẳng định tính ưu việt so với các loại hình công nghệ khác trong việc nâng cao sản lượng khai thác, cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao mức độ an toàn cho công nhân, đặc biệt do tính liên tục của các khâu công nghệ đã giúp các mỏ hầm lò trong việc tăng sản lượng và năng suất lao động, giảm số công nhân trong lò chợ. Tuy nhiên, công tác chuẩn bị, vận chuyển lắp đặt, tháo dỡ các thiết bị cơ giới hóa (CGH) còn nhiều công đoạn thực hiện bằng thủ công nên thời gian thực hiện các công tác trên kéo dài và làm ảnh hưởng đến hiệu quả áp dụng công nghệ.

Hiện nay, tại một số nước có nền công nghiệp khai thác than phát triển trên thế giới như Nga, Mỹ, Trung Quốc, v.v... đã nghiên cứu và áp dụng một số giải pháp kỹ thuật cho phép rút ngắn thời gian gián đoạn sản xuất và giảm chi phí khi lắp đặt và tháo chuyển thiết bị lò chợ CGHĐB. Tại các mỏ hầm lò ở Mỹ, Úc đã áp dụng giải pháp chống giữ tạo không gian thu hồi các thiết bị lò chợ CGHĐB bằng vì chống neo, sử dụng các thiết bị như xe tự hành bánh lốp hoặc bánh xích để thực hiện các công tác vận chuyển, lắp đặt, tháo dỡ thiết bị. Tại các mỏ hầm lò ở Nga, Đức, Séc, v.v... đã áp dụng các hệ thống vận chuyển chạy trên mô nô ray, đường ray răng cưa dẫn động bằng động cơ diesel phòng nổ để vận chuyển các thiết bị CGH. Tại các mỏ hầm lò thuộc ở Trung Quốc đã áp dụng các thiết bị đa năng để lắp đặt, tháo dỡ thiết bị CGH. Nhìn chung, các giải pháp kỹ thuật nói trên có mức độ CGH cao nên giảm thời gian chuyển diện đồng thời giảm chi phí so với các giải pháp lắp đặt, tháo dỡ thiết bị bằng thủ công, qua đó, cho phép phát huy tối đa thời gian làm việc của đồng bộ thiết bị CGH và nâng cao sản lượng khai thác lò chợ CGHĐB.

Xuất phát từ thực tế trên, đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển các thiết bị lò chợ cơ giới hóa đồng bộ tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh” do TS. Trần Minh Tiến, Nghiên cứu viên Viện KHCN Mỏ - Vinacomin làm chủ nhiệm đã được triển khai với các nội dung: Tổng quan về các giải pháp lắp đặt, tháo dỡ chuyển diện lò chợ CGHĐB trong và ngoài nước; Nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật các dây chuyền CHHĐB tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh; Nghiên cứu đề xuất các giải pháp hợp lý trong công tác lắp đặt, tháo dỡ, chuyển diện lò chợ cơ giới hóa đồng Báo cáo tổng kết Đề tài: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển các thiết bị lò chợ cơ giới hóa đồng bộ tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin 14 bộ; Lựa chọn và thiết kế một giải pháp đề xuất cho một điều kiện cụ thể làm tài liệu cơ sở để cho các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh triển khai áp dụng công nghệ khai thác CGHĐB đạt được hiệu quả cao hơn.

Sau đây là một số kết quả mà đề tài đã thu được sau một thời gian thực hiện:

1. Đề tài đã tổng quan về các giải pháp kỹ thuật trong công tác lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển thiết bị lò chợ CGHĐB tại các mỏ hầm lò trên thế giới và cho thấy phần lớn các giải pháp có tính đồng bộ và mức độ cơ giới hóa cao từ khâu đào chống lò chuẩn bị đến vận chuyển, lắp đặt, tạo diện thu hồi tháo dỡ thiết bị lò chợ. Các giải pháp đều đã được áp dụng trong thực tế và góp phần nâng cao tốc độ lắp đặt, tháo chuyển thiết bị, nâng cao mức độ an toàn cho người lao động và nâng cao hiệu quả khai thác lò chợ CGHĐB. Tại các mỏ hầm lò ở trong nước, thượng khởi điểm và không gian thu hồi thiết bị được chống giữ bằng vì chống dạng bị động, tốc độ thi công chậm. Việc lắp đặt, tháo chuyển các thiết bị lò chợ CGHĐB còn nhiều công đoạn thực hiện bằng thủ công, chưa cải thiện được điều kiện làm việc của công nhân trong giai đoạn lắp đặt và tháo chuyển thiết bị, thời gian thực hiện thường kéo dài và làm ảnh hưởng đến hiệu quả áp dụng công nghệ CGHĐB.

2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật của các dây chuyền CGHĐB đang áp dụng tại trong điều kiện vỉa dày trung bình đến dày, thoải đến nghiêng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh cho thấy công tác lắp đặt, tháo dỡ và di chuyển các thiết bị sẽ khó khăn, phức tạp hơn các thiết bị lò chợ khác do tổng khối lượng của đồng bộ thiết bị cơ giới hóa khai thác lò chợ vùng Quảng Ninh rất lớn, trong đó dây chuyền có tổng khối lượng nhỏ nhất khoảng 737 tấn (lò chợ CGHĐB khấu hết chiều dày vỉa tại mỏ Quang Hanh); dây chuyển có tổng khối lượng lớn nhất khoảng 3305 tấn (lò chợ CGHĐB hạ trần than công suất 1,2 triệu tấn/năm tại mỏ Hà Lầm). So với khối lượng các thiết bị trong lò chợ cột thủy lực đơn (35 ÷ 50 tấn), lò chợ giá thủy lực (80 ÷ 120 tấn), lò chợ giá khung, giá xích (150 ÷ 250 tấn), tổng khối lượng đồng bộ thiết bị lò chợ CGH lớn hơn từ vài lần đến hàng chục lần. Trong các đồng bộ trên, khối lượng các giàn chống tự hành thường chiếm 75 ÷ 85% tổng khối lượng của đồng bộ thiết bị, do đó đây là thiết bị ảnh hưởng lớn tới công tác lắp đặt và chuyển diện lò chợ CGHĐB.

3. Trên cơ sở các kết quả phân tích, nghiên cứu, nhằm nâng cao mức độ an toàn, năng suất lao động, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất trong quá trình lắp đặt, tháo dỡ, chuyển diện các lò chợ CGHĐB tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, đề tài đã đề xuất một số giải pháp kỹ thuật trong công tác chuyển diện lò chợ CGHĐB tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh bao gồm:

(1) Giải pháp chống giữ thượng khởi điểm bằng vì chống neo;

(2) Giải pháp vận chuyển đồng bộ thiết bị cơ giới hóa bằng hệ thống vận chuyển chạy trên mô nô ray hoặc chạy trên đường ray dạng răng cưa;

(3) Giải pháp lắp đặt bằng đồng bộ thiết bị cơ giới hóa khai thác bằng các thiết bị đa công năng; Báo cáo tổng kết Đề tài: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển các thiết bị lò chợ cơ giới hóa đồng bộ tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin 110 (4) Các giải pháp tạo diện thu hồi như sử dụng cáp thép thay cho gỗ; chống giữ diện thu hồi bằng vì chống neo và tạo diện thu hồi bằng các đường lò đào tiến trước

4. Đề tài đã lựa chọn giải pháp tạo diện thu hồi sử dụng cáp thép thay cho gỗ khi để thiết kế cho điều kiện lò chợ TT-7-9 khu Trung Tâm mỏ than Ngã Hai - Công ty than Quang Hanh. Kết quả tính toán cho thấy, thời gian thực hiện giải pháp là 30 ngày, nhân lực phục vụ 1548 công, chi phí thực hiện giải pháp khoảng 1.478.340.000 đồng. So với giải pháp tạo diện thu hồi sử dụng gỗ kết hợp lưới thép, thời gian thực hiện giải pháp giảm khoảng 30%, nhân công giảm khoảng 38% và chi phí thực hiện giảm khoảng 40%.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đạt được của đề tài, đề nghị Bộ Công Thương nghiệm thu đề tài, để làm cơ sở và tài liệu tham khảo cho các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh nghiên cứu, áp dụng khi lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển các thiết bị lò chợ CGHĐB.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 16436/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.K.L (NASATI)