CHƢƠNG 4: CÔNG NGHỆ KHAI THÁC BẰNG THỦ CÔNG KẾT HỢP VỚI KHOAN NỔ MÌN 4. Đại cƣơng về công nghệ khai thác Công nghệ khai thác than có thể đƣợc thực hiện bằng các phƣơng pháp thủ công, khoan nổ mìn, cơ khí, thuỷ lực, cơ-thuỷ lực. Việc lựa chọn phƣơng pháp khấu trƣớc hết phụ thuộc vào các tính chất của than và các lớp đá vây quanh, đồng thời phụ thuộc vào các yêu cầu về chất lƣợng than và chi phí để khai thác nó. Độ ổn định của đá vách và trụ có ảnh hƣởng lớn tới việc lựa chọn phƣơng pháp khấu than.
Nếu những cố gắng nâng cao năng lực của máy khai thác không đủ để tách phá than, thì cần phải làm tơi sơ bộ vỉa than bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn. Quá trình khấu than không chỉ bao gồm việc phá vỡ than, mà còn cả xúc bốc than. Những quá trình này có thể đƣợc thực hiện bởi một hay nhiều loại máy khác nhau, đồng thời hay nối tiếp phụ thuộc vào các điều kiện địa chất mỏ và công nghệ khai thác. ở các vỉa dốc đứng không cần phải xúc bốc than và quá trình khấu chỉ còn là phá vỡ than.
Cũng có thể nói nhƣ vậy về phƣơng pháp khai thác than bằng sức nƣớc. Việc khấu than bằng phƣơng pháp cơ khí đƣợc áp dụng phổ biến nhất. Nó đƣợc thực hiện trong các gƣơng lò chợ dài hoặc trong các gƣơng lò ngắn (buồng, buồng-cột. Tất nhiên, phổ biến hơn cả là các gƣơng lò dài.
Phụ thuộc vào phƣơng pháp khấu, các gƣơng lò chợ có thể có dạng thẳng hay dạng bậc. Cần phân biệt khấu rộng và khấu hẹp. Khi việc tách phá than ở gƣơng đƣợc tiến hành theo các dải rộng hơn 1 m, thì đƣợc gọi là khấu rộng. Nếu chiều rộng dải khấu không vƣợt quá 1 m, thì đó là khấu hẹp.
Việc tách phá than trong lò chợ có thể thực hiện đồng thời trên cả chiều dài gƣơng lò, cũng có thể tại một điểm di chuyển liên tục dọc theo gƣơng lò. Sơ đồ khấu than với bộ phận công tác hoạt động trên toàn bộ mặt gƣơng và hƣớng khấu trùng với hƣớng dịch chuyển của gƣơng đƣợc gọi là khấu trực diện. Sơ đồ này cho phép thực hiện hình thức tổ chức các công tác một cách liên tục, với số công đoạn tối thiểu và mức độ cơ khí hoá cao. - 86 - Sơ đồ khấu than bằng máy khai thác di chuyển dọc gƣơng lò, thẳng góc với hƣớng dịch chuyển của nó, đƣợc gọi là khấu từ sƣờn.
Đặc điểm của nó là ít công đoạn, cho phép hoà đồng các quá trình chính trong lò chợ, tạo khả năng áp dụng các vì chống tự hành cơ khí hoá với năng suất cao. Khác với sơ đồ khấu trực diện, ở đây không thể tổ chức các công tác theo cách liên tục. Ngoài ra, còn có sơ đồ khấu than hỗn hợp, trong đó công đoạn tự tạo rạch đƣợc tiến hành theo hƣớng dịch chuyển của gƣơng, còn việc trực tiếp khấu than lại theo hƣớng thẳng góc với nó. Sơ đồ công nghệ dùng khoan nổ mìn ở các vỉa dốc thoải và nghiêng, mỏng và dày trung bình 4.
Sơ đồ công nghệ lò chợ khi sử dụng vì chống gỗ Sơ đồ công nghệ này bao gồm các khâu công việc: tách phá than bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn, xúc bốc than thủ công, vận tải than bằng máng cào hay máng trƣợt, chống giữ lò chợ và phá hoả đá vách bằng các vì chống gỗ, cùng một số các công tác phụ khác. Các khâu công việc này đƣợc sắp xếp trong một chu kỳ lò chợ. Thông thƣờng, than ở gƣơng lò chợ đƣợc tách phá theo phƣơng pháp nổ các lỗ mìn nhỏ. Khi đó, mỗi dải khấu của lò chợ đƣợc chia thành nhiều đoạn; chiều dài mỗi đoạn lò chợ đƣợc chọn trong khoảng từ 10 50 m tuỳ thuộc vào các điều kiện cụ thể.
Thứ tự nổ các đoạn gƣơng dài 1050 m thƣờng là nối tiếp, lần lƣợt từng đoạn một theo chiều từ dƣới lên trên, ngƣợc chiều dốc; còn khi các đoạn gƣơng chỉ dài 1020 m, có thể nổ đồng thời hai hoặc ba đoạn với một khoảng giãn cách nhất định. Khi nổ lần lƣợt từng đoạn lò chợ, sau khi nổ một đoạn cần tiến hành xúc bốc và vận chuyển than khấu đƣợc ở đoạn đó. Xúc bốc đến đâu, phải thực hiện sửa gƣơng, dọn nền và dựng vì chống gần gƣơng đến đó. Khi các công việc nêu trên đã kết thúc trong một đoạn, thì có thể tiến hành nổ mìn đoạn tiếp theo.
Trình tự này đƣợc lặp đi lặp lại cho đến khi khấu hết than ở một luồng, trên cả chiều dài lò chợ. Công tác khoan các lỗ khoan ở mỗi đoạn gƣơng thƣờng đƣợc bố trí song song với quá trình khấu và chống ở đoạn gƣơng lân cận. Khi nổ mìn tách phá than, một phần than rời nhờ sức nổ đƣợc chất lên thiết bị vận tải của lò chợ, phần lớn than còn lại cần đƣợc xúc bốc bằng thủ công. - 87 - Để vận tải than, trong lò chợ thƣờng lắp đặt máng cào nếu góc dốc của nó nhỏ hơn 25o, còn nếu góc này nằm trong khoảng 2540o, thì chỉ cần trang bị cho lò chợ loại thiết bị vận tải đơn giản là máng trƣợt.
Để kết thúc một chu kỳ lò chợ sau một dải khấu, trƣớc tiên cần di chuyển thiết bị vận tải của lò chợ về phía gƣơng lò mới, sau đó tiến hành phá hoả đá vách. Nếu thiết bị vận tải là máng trƣợt thì việc di chuyển nó khá đơn giản: tháo rời các đoạn máng, chuyển chúng sang luồng mới rồi ráp lại với nhau. Với máng cào thì phức tạp hơn nhiều: đầu tiên phải tháo hệ thống xích kéo cùng các thanh cào, tháo rời đầu truyền động cùng các đoạn khung máng, di chuyển các thành phần đã đƣợc tháo dỡ sang luồng mới và lắp ráp trở lại. Quá trình này đòi hỏi khá nhiều thời gian và sức lao động.
Quá trình phá hoả đá vách ở lò chợ có thể đƣợc thực hiện theo hai cách. Trong đó, ở cách thứ nhất các vì chống phá hoả sẽ đƣợc tháo dỡ, di chuyển và lắp đặt ở vị trí mới, lần lƣợt theo trình tự đã định. Bƣớc di chuyển vì chống phá hoả chính là bƣớc phá hoả đá vách. Đá vách sẽ sập đổ sau khi thu hồi hoặc loại bỏ các vì chống gần gƣơng còn nằm lại ở phía sau lò chợ.1: Sơ đồ lò chợ dốc B nghiêng, khấu than bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn Trong cách thứ hai, trƣớc tiên cần thiết lập một hàng vì chống phá hoả mới dọc lò chợ, cách hàng cũ một khoảng đúng bằng bƣớc phá hoả.
Sau đó, tiến hành - 88 - thu hồi các vì chống phá hoả cũ và các vì chống gần gƣơng bị nằm lại ở phía sau để phá hoả đá vách. Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc áp dụng khi vách trực tiếp của lò chợ là các loại đá có liên kết kém, dễ hoặc rất dễ phá hoả. Trong khi phá hoả ở lò chợ, cần chú ý tới việc phá hoả đá vách ở các vùng tiếp giáp giữa lò chợ và các lò chuẩn bị. Thông thƣờng, việc phá hoả trên mức thông gió của lò chợ đƣợc tiến hành đồng thời với quá trình phá hoả trong lò chợ.
Còn ở dƣới mức vận tải thì không nhƣ vậy, bởi vì ở đó thƣờng xuyên tồn tại phần “đuôi” của thiết bị chuyển tải (thƣờng là máng cào), nằm lọt vào khoảng trống đã khai thác phía sau lò chợ. Chính vì vậy, bƣớc phá hoả ở vùng tiếp giáp này hoàn toàn phụ thuộc vào bƣớc co ngắn thiết bị chuyển tải, thƣờng bằng vài ba lần bƣớc phá hoả trong lò chợ. Khi sử dụng vì chống gỗ trong lò chợ, ở mỗi chu kỳ sản xuất cần phải chuyển vào lò chợ một khối lƣợng gỗ đáng kể. Nếu chuyển khối lƣợng này trong một lần và rải đều trong lò chợ, thì có thể cản trở các công việc khác, mặt khác sức cản gió của lò chợ sẽ gia tăng.
Vì vậy, lƣợng gỗ cần cấp cho một chu kỳ thƣờng đƣợc chia làm nhiều phần và đƣợc đƣa dần vào lò chợ ở những thời điểm khác nhau. Để có thể lợi dụng độ dốc của lò chợ và tránh làm cản trở các công việc ở mức vận tải, vật liệu gỗ đƣợc chuyển đến lò chợ theo lò dọc vỉa thông gió và từ đó đƣợc đƣa xuống lò chợ xuôi theo chiều dốc. Để làm thí dụ cho công nghệ này, chúng ta chọn một lò chợ có những điều kiện nhƣ sau: - Chiều dày của vỉa 2 m. - Góc dốc của vỉa 25o.
- Chiều dài lò chợ 100 m. - Tiến độ chu kỳ lò chợ 1 m. - Thiết bị vận tải trong lò chợ Máng trƣợt. - Thiết bị vận tải ở lò song song Máng cào.
Sơ đồ lò chợ đƣợc thể hiện trên hình vẽ 4. Với những điều kiện đã nêu trên, có thể tổ chức các công tác của một chu kỳ lò chợ và bố trí công nhân lò chợ theo các biểu đồ đƣợc thể hiện trên hình 4. - 89 - a - Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ Ký hiệu Chiều Ca I Ca II Ca III dài lò chợ (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 Nạp, nổ mìn, 100 thông gió Xúc bốc, sửa gƣơng, 75 dọn nền, chống lò Khoan lỗ mìn 50 Chuyển gỗ Chuyển máng trƣợt 25 Xếp cũi Phá hoả đá vách 0 b - Biểu đồ bố trí nhân lực lò chợ Số công nhân tổng Ca I Ca II Ca III TT Công việc ca ca số 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 ca I II III c.nh 1 Nạp, nổ mìn, thông gió (3) (3) - (6) Xúc bốc, s.n, 2 14 14 - 28 chống lò 3 Khoan lỗ mìn 3 3 - 6 4 Chuyển gỗ 5 5 (22) 10 5 Chuyển máng trƣợt - - 4 4 6 Xếp cũi - - 18 18 7 Phá hỏa đá vách - - (22) (22) Cộng 22 22 22 66 Hình 4.2: Thí dụ về tổ chức sản xuất trong lò chợ dốc nghiêng Từ các biểu đồ tổ chức có thể thấy rằng, mỗi chu kỳ lò chợ sẽ đƣợc hoàn thành trong một ngày-đêm với ba ca sản xuất, trong đó có hai ca dành để khấu than và chống lò, còn ca thứ ba đƣợc dùng để thực hiện các công tác kết thúc chu kỳ. Để áp dụng tách phá than bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn, gƣơng lò chợ dài 100 m đƣợc chia thành bốn đoạn, mỗi đoạn 25 m.
Các đoạn lò chợ đƣợc khấu và chống lần lƣợt theo thứ tự từ dƣới lên trên. Trong thí dụ, mỗi ca khấu than có thể khấu và chống đƣợc hai đoạn lò chợ.