Trong quá trình khai thác than tại vùng Quảng Ninh, các mỏ thường gặp lò chợ có đá vách khó điều khiển, gồm hai dạng chủ yếu là đá vách cứng vững, khó sập đổ và đá vách mềm yếu, dễ sập đổ. Để xử lý, các mỏ đã áp dụng một số giải pháp kỹ thuật đơn giản như sử dụng sơ đồ buồng – lò chợ đối với vách cứng, hoặc khấu đoạn ngắn, trải lưới thép, cược gỗ che chắn đối với vách mềm yếu. Các giải pháp này giúp bảo đảm an toàn khai thác nhưng còn hạn chế về hiệu quả, dẫn đến tổn thất than lớn, năng suất và sản lượng thấp.

Trong khi đó, các nước có ngành khai thác than phát triển đã áp dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến nhằm làm yếu đá vách sơ bộ để thực hiện phá hỏa lò chợ hoặc gia cường nâng cao độ ổn định của đá vách mềm yếu. Hiện nay, các mỏ than ở Quảng Ninh chủ yếu khai thác vỉa dày bằng công nghệ lò chợ trụ hạ trần; khi gặp đá vách cứng thường xảy ra nén mạnh, lở gương, rỗng nóc, không đạt công suất thiết kế, còn đối với đá vách mềm yếu thì chưa có giải pháp gia cường hiệu quả. Vì vậy, việc nghiên cứu và xây dựng các giải pháp công nghệ điều khiển áp lực mỏ tiên tiến, hiện đại là hết sức cần thiết nhằm xử lý hiệu quả các trường hợp lò chợ có đá vách khó điều khiển tại vùng Quảng Ninh. Từ thực tế trên, TS. Phạm Đức Thang đã phối hợp với các cộng sự tại Trung tâm Hỗ trợ Tiến Bộ Kỹ thuật Mỏ thực hiện đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ điều khiển áp lực mỏ trong các trường hợp đá vách bền vững khó sập đổ và đá vách mềm yếu kém bền vững” từ năm 2021 đến năm 2022.

Đề tài hướng đến thực hiện mục tiêu lựa chọn giải pháp công nghệ điều khiển áp lực mỏ trong các trường hợp đá vách bền vững khó sập đổ và đá vách mềm yếu, kém bền vững nhằm nâng cao mức độ an toàn và hiệu quả sản xuất ở các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh; và áp dụng thử nghiệm giải pháp công nghệ điều khiển áp lực mỏ được lựa chọn tại 01 mỏ cụ thể.

Thông qua nghiên cứu đá vách các vỉa than vùng Quảng Ninh, nhóm nghiên cứu đã xác định rõ các dạng cấu tạo điển hình của đá vách bền vững, khó sập đổ và đá vách mềm yếu, làm cơ sở khoa học cho việc lựa chọn giải pháp điều khiển áp lực mỏ phù hợp.

Thực tiễn khai thác cho thấy các giải pháp truyền thống đang áp dụng tại các mỏ vùng Quảng Ninh đối với lò chợ có đá vách khó điều khiển chủ yếu mang tính tình thế, đảm bảo an toàn nhưng hiệu quả kinh tế thấp, gây tổn thất than lớn, năng suất và sản lượng không đạt thiết kế, đồng thời vẫn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn. Đặc biệt, việc áp dụng đại trà công nghệ lò chợ trụ hạ trần hoặc cơ giới hóa đồng bộ trong điều kiện đá vách khó sập đổ hoặc vách mềm yếu đã làm phát sinh nhiều vấn đề về nén lún, lở gương, rỗng nóc và giảm hiệu quả khai thác.

Từ việc tổng quan kinh nghiệm quốc tế, các tác giả nhận thấy những giải pháp tác động trực tiếp làm yếu đá vách sơ bộ đối với vách bền vững, khó sập đổ và các giải pháp gia cường chủ động đối với đá vách mềm yếu là những hướng công nghệ hiện đại, hiệu quả và cần thiết để áp dụng tại vùng Quảng Ninh. Vì thế, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn giải pháp nổ vi thủy lực để làm yếu đá vách bền vững và giải pháp bơm ép hóa chất để gia cường đá vách mềm yếu, phù hợp với điều kiện kỹ thuật và trình độ công nghệ trong nước. Trên cơ sở phân loại đá vách và quy hoạch khai thác giai đoạn 2021–2025, đề tài xác định phần lớn các lò chợ vùng Quảng Ninh có đá vách sập đổ trung bình, song số lượng lò chợ có đá vách khó điều khiển vẫn chiếm tỷ lệ đáng kể, đòi hỏi phải áp dụng các giải pháp công nghệ điều khiển áp lực mỏ tiên tiến.

Đề tài đã thiết kế và đề xuất áp dụng cụ thể các giải pháp điều khiển áp lực mỏ cho lò chợ điển hình tại mỏ Vàng Danh và mỏ Mạo Khê, đồng thời xây dựng đầy đủ các quy trình công nghệ tương ứng. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao an toàn, hiệu quả và tính bền vững trong khai thác than hầm lò tại vùng Quảng Ninh.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21705/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

N.P.D (NASTIS)