Nghiên cứu lựa chọn và áp dụng giải pháp kỹ thuật, công nghệ bảo đảm an toàn, giảm thiểu rủi ro và tận thu tài nguyên khi khai thác phần trữ lượng than ở các khu vực dưới moong lộ thiên
Cập nhật vào: Thứ tư - 22/01/2025 03:18
Cỡ chữ
Nhiều mỏ ở các nước tiên tiến đã và đang áp dụng phương pháp khai thác hỗn hợp cả lộ thiên và hầm lò một cách an toàn và hiệu quả. Một số mỏ đã tiến sang một giai đoạn cao cấp hơn bằng việc sử dụng công nghệ khai thác hiện đại như cơ giới hóa đồng bộ.... Như vậy, sự khác biệt về trình độ khoa học và công nghệ trong việc ứng dụng các giải pháp và công nghệ khai thác ở các mỏ trên thế giới hiện tại ở các mỏ than vùng Quảng Ninh là rất rõ rệt. Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ khai thác cũng như giải pháp kỹ thuật của nước ngoài vào nước ta gặp những khó khăn và trở ngại nhất định, do đặc điểm điều kiện địa chất - mỏ tại các mỏ than vùng Quảng Ninh vô cùng phức tạp. Bên cạnh đó việc bố trí khai thác nhiều mỏ, ranh giới các mỏ gần nhau cũng làm ảnh hưởng đến việc tổ chức sản xuất và điều hành cho các mỏ. Mỏ trên khai thác lộ thiên làm xấu đi điều kiện khai thác hầm lò cho các mỏ khác bên dưới. Việc khai thác dưới moong lộ thiên là bài toán tổng thể liên quan đến nhiều chuyên ngành khác nhau.
Vì vậy, để giải được bài toán này cần phải có một cách nhìn tổng thể, quy hoạch cho từng vùng cụ thể để từ đó có kế hoạch khai thác cho các vỉa trong mỏ cụ thể. Hiện nay, chưa có công trình nghiên cứu nào mang tính tổng thể để từ đó đưa ra giải pháp kỹ thuật, công nghệ khai thác phù hợp cho điều kiện khai thác vỉa than dưới khu vực moong lộ thiên cho một mỏ nào đó tại vùng than Quảng Ninh. Vấn đề khai thác vỉa than dưới moong lộ thiên đang rất cần được giải quyết ở một số mỏ vùng than Hòn Gai - Cẩm Phả. Thực tế, có một số mỏ có vỉa than nằm dưới khu vực moong lộ thiên cần khai thác nhưng chưa tiến hành triển khai do lo ngại về sự cố bục nước xảy ra, điều này là hoàn toàn đúng bởi chưa có cơ sở khoa học đúng đắn nhằm tính toán, xây dựng lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp.
Xuất phát từ thực tiễn trên, GVC.TS. Vũ Trung Tiến cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất thực hiện đề tài “Nghiên cứu lựa chọn và áp dụng giải pháp kỹ thuật, công nghệ đảm bảo an toàn, giảm thiểu rủi ro và tận thu tài nguyên khi khai thác phần trữ lượng than ở các khu vực dưới moong lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả” với mục tiêu: Lựa chọn giải pháp kỹ thuật, công nghệ khai thác hợp lý cho các vỉa than hoặc phần trữ lượng than nằm ở khu vực dưới moong lộ thiên nhằm đảm bảo an toàn, ngăn ngừa rủi ro và tiết kiệm tài nguyên; Áp dụng giải pháp kỹ thuật, công nghệ khai thác hợp lý cho các vỉa than hoặc phần trữ lượng than nằm ở khu vực dưới moong lộ thiên tại 01 mỏ cụ thể nhằm đảm bảo an toàn, ngăn ngừa rủi ro và tiết kiệm tài nguyên.
Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn và áp dụng giải pháp kỹ thuật, công nghệ đảm bảo an toàn, giảm thiểu rủi ro và tận thu tài nguyên khi khai thác phần trữ lượng than ở các khu vực dưới moong lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả“ đã tổng hợp các nội dung thực hiện theo thuyết minh đã đăng ký.
Bắt đầu từ nội dung Tổng quan, Khảo sát đánh giá đặc điểm điều kiện địa chất mỏ khu vực Hòn Gai - Cẩm Phả nhằm thu thập tài liệu về điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình, các đặc tính vỉa than, bổ sung điều kiện địa chất - mỏ bằng công tác khảo sát địa vật lý cho mỏ than Hà Lầm vùng Hòn Gai, cũng như xây dựng dữ liệu thực tế và mô hình khối đá nứt nẻ trong phạm vi phần trữ lượng khai thác hầm lò tới đáy moong lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả. Các nội dung tiếp theo nghiên cứu và tính toán lượng nước tích chứa trong các moong lộ thiên và dự báo lượng nước chảy vào mỏ hầm lò dưới khu vực moong lộ thiên và xây dựng hệ thống quan trắc địa chất thủy văn ở mỏ than hầm lò khi khai thác dưới moong lộ thiên nhằm dự báo và tính toán lượng nước trong các moong lộ thiên đã kết thúc. Đồng thời, nghiên cứu các rủi ro, hiểm họa khi khai thác hầm lò phần than dưới moong lộ thiên và khả năng thoát nước mỏ ở vùng Hòn Gai - Cẩm Phả. Ở phần trọng tâm báo cáo trình bày các nội dung công việc liên quan đến xây dựng mô hình mô phỏng nhằm xác định chiều cao vùng sập đổ và nứt nẻ của đá vách khi khai thác lò chợ dịch chuyển theo phương tương ứng. Nghiên cứu hệ thống giải pháp kỹ thuật và công nghệ khai thác có thể ứng dụng cho lò chợ hoặc vỉa than nằm dưới khu vực moong lộ thiên đã kết thúc khai thác vùng Hòn Gai- Cẩm Phả. Báo cáo kết quả thử nghiệm tại mỏ than Hà Lầm.
Đề tài đã đạt được các mục tiêu đã đặt ra trong thuyết minh, trong đó ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến về công nghệ thông tin để giải quyết bài toán đặt ra bằng những phần mềm chuyên dụng, đề xuất được giải pháp kỹ thuật liên quan đến lắp đặt hệ thống quan trắc địa chất thủy văn tự động cho mỏ (không cần đến hiện trường tại các lỗ khoan đo hàng ngày). Đồng thời, tính toán xác định giải pháp công nghệ khai thác phù hợp cho điều kiện lò chợ dưới khu vực moong lộ thiên.
Đã hoàn thành việc xây dựng và lắp đặt và hướng dẫn hệ thống quan trắc địa chất thủy văn tại các lỗ khoan thuộc bãi thải mỏ than Núi Béo và kho than mỏ Hà Lầm (ba lỗ khoan LK.QTHL01; LK.QTHL03; LK.QTHL04). Dựa trên nguyên lý làm việc của thiết bị quan trắc tự động, các số liệu đo đạc được trong các lỗ khoan có mực nước sâu sẽ 322 khắc phục được các sai số đo so với phương pháp quan trắc thủ công sử dụng dây do mực nước. Việc quan trắc cũng giảm thiểu rất nhiều khối lượng công tác, thời gian và kinh phí thực hiện. Đặc biệt, đối với các khu vực có hoạt động khai thác khoáng sản, việc lắp đặt thiết bị quan trắc tự động hạn chế được các rủi ro cho các cán bộ kỹ thuật, không ảnh hưởng đến hoạt động khai thác. Sử dụng các thiết bị tự ghi cho phép đo đạc với tần suất theo yêu cầu kỹ thuật đặt ra. Hệ thống quan trắc tự động khu mỏ Hà Lầm được cài đặt với tần suất 4h/lần đo cho bộ số liệu đồng bộ giữa các vị trí và có tần suất lớn cho bộ số liệu có chất lượng tốt.
Kết quả mô phỏng mô hình số điều kiện địa chất thủy văn tại mỏ có thể tính toán được lượng nước ở các mức khác nhau và thời điểm khác nhau. Kết quả dự báo lưu lượng nước chảy vào mỏ Núi Béo mức -140 tăng 1÷1,3 lần năm 2020, lưu lượng nước chảy vào mức -350 tăng 1,0÷1,5 lần năm 2020. Những năm tiếp theo, năm 2022 trở đi không gian khai thác mở rộng hơn và xuống sâu hơn rất nhiều, đến năm 2025 diện mở rộng chủ yếu tập trung cho mức -350, mức -140 không phát triển thêm không gian khai thác. Do đó, các năm tiếp theo lưu lượng nước lớn hơn các năm trước giao động từ 1,1÷1,3 lần.
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 23209/2023) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
Đ.T.V (NASATI)