Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp khai thác than hầm lò tại vùng Mạo Khê – Uông Bí, Quảng Ninh đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng quốc gia. Theo kế hoạch phát triển của Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam (TKV), đến năm 2020 sản lượng khai thác than phải đạt 60 triệu tấn, trong đó khai thác hầm lò chiếm 60%. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ khai thác hiện đại tại các mỏ than vùng này còn hạn chế, chưa đồng bộ và chưa phát huy tối đa hiệu quả sản xuất.

Đề tài tập trung đánh giá trình độ công nghệ khai thác than hầm lò tại các mỏ than tiêu biểu như Công ty TNHH MTV than Mạo Khê, Hồng Thái và Nam Mẫu, đồng thời đề xuất các giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả khai thác. Phạm vi nghiên cứu bao gồm điều kiện địa chất, công nghệ khai thác, tình hình nhân lực và các phương pháp đánh giá trình độ công nghệ trong giai đoạn hiện nay.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là: (1) tổng quan các công nghệ khai thác than hầm lò đang áp dụng tại vùng Quảng Ninh; (2) phân tích và đánh giá trình độ công nghệ khai thác; (3) đề xuất áp dụng công nghệ mới phù hợp nhằm tăng năng suất, giảm tổn thất và nâng cao an toàn lao động. Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc hỗ trợ các doanh nghiệp than nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời góp phần phát triển bền vững ngành khai thác than hầm lò tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về công nghệ khai thác than hầm lò, bao gồm:

  • Lý thuyết công nghệ khai thác than hầm lò: Phân loại các công nghệ khai thác theo đặc điểm địa chất, chiều dày vỉa than, góc dốc và điều kiện kỹ thuật. Các công nghệ chính gồm khai thác bằng cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động, tổ hợp giàn chống 2ANSH, và công nghệ cơ giới hóa với máy khấu Combain MG200-W1.

  • Mô hình đánh giá trình độ công nghệ: Áp dụng phương pháp phân tích chiến lược, phân lập các thành phần công nghệ và sử dụng nhiều chỉ số kỹ thuật, kinh tế để đánh giá tổng hợp trình độ công nghệ khai thác.

  • Khái niệm chính: Công nghệ khai thác, hệ thống chống giữ lò chợ, điều khiển đá vách, năng suất lao động, tổn thất than công nghệ, chi phí sản xuất, an toàn lao động.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế từ ba công ty than tiêu biểu vùng Mạo Khê – Uông Bí gồm Than Mạo Khê, Than Hồng Thái và Than Nam Mẫu. Dữ liệu bao gồm đặc điểm địa chất, công nghệ khai thác, nhân lực, chi phí và sản lượng khai thác.

  • Phương pháp khảo sát: Khảo sát điều kiện địa chất kỹ thuật các vỉa than, đo đạc chiều dày, góc dốc, cấu tạo đá kẹp và tính chất vật lý, hóa học của than.

  • Phương pháp đánh giá: Sử dụng phương pháp phân tích chiến lược và mô hình trắc lượng để đánh giá trình độ công nghệ khai thác than hầm lò dựa trên các chỉ số kỹ thuật và kinh tế.

  • Phương pháp phân tích: Thống kê, so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật, năng suất lao động, chi phí và tổn thất than giữa các công nghệ khai thác hiện tại.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2018 đến 2020, tập trung phân tích dữ liệu thu thập tại các mỏ than trong giai đoạn này.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm địa chất và công nghệ khai thác tại các mỏ:

    • Vỉa than khu 56 tại Than Mạo Khê có chiều dày khai thác trung bình 62,8 m, với các vỉa từ 5 đến 10 có cấu tạo đa dạng, góc dốc từ 14° đến 68°, trọng lượng thể tích than khoảng 1,5 T/m³.
    • Than Hồng Thái có 12 vỉa than công nghiệp với chiều dày vỉa từ 0,42 đến 2,8 m, độ ổn định vỉa thay đổi từ tương đối ổn định đến rất không ổn định.
    • Than Nam Mẫu có địa tầng chứa than dày khoảng 850 m, với các vỉa than có chiều dày từ 0,33 đến 2,49 m, cấu tạo phức tạp và ổn định tương đối.

  2. Hiệu quả công nghệ khai thác hiện tại:

    • Công nghệ khai thác bằng cột thủy lực đơn DZ-22 và xà kim loại HDJ1200 tại Than Mạo Khê đạt sản lượng 542 tấn/ngày, năng suất lao động 5,2 tấn/người-ca, chi phí thuốc nổ 164 kg/1000 tấn than.
    • Công nghệ giá thủy lực di động XDY-1T2/LY có sản lượng 507 tấn/ngày, năng suất lao động 4,82 tấn/người-ca, chi phí thuốc nổ 135 kg/1000 tấn than.
    • Tổ hợp giàn chống 2ANSH tại Than Hồng Thái đạt công suất khai thác 207.790 tấn/năm, năng suất lao động 16,1 tấn/công nhân, tổn thất than công nghệ khoảng 28,9%.
    • Công nghệ cơ giới hóa tại Than Nam Mẫu với giàn tự hành VINAALTA2.15 và máy khấu Combain MG200-W1 đạt năng suất lao động 14,23 tấn/công nhân, công suất khai thác 181.000 tấn/năm.

  3. Tình hình nhân lực và trình độ công nghệ:

    • Tỷ lệ công nhân đáp ứng công nghệ cơ giới hóa tại Than Mạo Khê là 3,8%, Than Hồng Thái 4,0%, Than Nam Mẫu có phân xưởng cơ giới hóa riêng.
    • Số lượng kỹ sư khai thác mỏ chiếm khoảng 2-7,5% tổng số công nhân khai thác, cho thấy nhu cầu nâng cao trình độ chuyên môn và đào tạo công nghệ mới là cấp thiết.

  4. Tổn thất và chi phí sản xuất:

    • Tổn thất than do công nghệ khai thác dao động từ 15% đến 31,6% tùy công nghệ và điều kiện địa chất.
    • Chi phí thuốc nổ, kíp nổ, dầu nhũ tương và vật liệu chống giữ chiếm tỷ trọng lớn trong chi phí sản xuất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy các công nghệ khai thác than hầm lò tại vùng Mạo Khê – Uông Bí đã có sự đa dạng và áp dụng các thiết bị hiện đại như giá thủy lực di động, tổ hợp giàn chống 2ANSH và công nghệ cơ giới hóa. Tuy nhiên, năng suất lao động và hiệu quả khai thác còn hạn chế do nhiều yếu tố như đặc điểm địa chất phức tạp, tổn thất than cao và trình độ nhân lực chưa đồng đều.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa và tự động hóa được đánh giá là xu hướng tất yếu để nâng cao năng suất và an toàn lao động. Việc tổ chức sản xuất theo chu kỳ khai thác hợp lý, sử dụng các thiết bị chống giữ hiện đại giúp giảm thiểu tổn thất than và chi phí vận hành.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh năng suất lao động, chi phí sản xuất và tổn thất than giữa các công nghệ khai thác, cũng như bảng tổng hợp đặc điểm địa chất và công nghệ áp dụng tại từng mỏ để minh họa rõ nét hiệu quả và hạn chế hiện tại.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ: Đẩy mạnh ứng dụng máy khấu Combain MG200-W1 và giàn tự hành VINAALTA2.15 tại các mỏ Than Mạo Khê và Hồng Thái nhằm tăng năng suất lao động lên ít nhất 20% trong vòng 2 năm tới. Chủ thể thực hiện là Ban lãnh đạo các công ty than phối hợp với Viện Công nghệ mỏ.

  2. Nâng cao trình độ nhân lực: Tổ chức đào tạo chuyên sâu về vận hành thiết bị cơ giới và công nghệ khai thác hiện đại cho ít nhất 30% công nhân trực tiếp trong 1 năm, nhằm giảm thiểu tổn thất than và tăng hiệu quả khai thác.

  3. Tối ưu hóa quy trình khai thác và chống giữ: Áp dụng công nghệ chia lớp ngang nghiêng sử dụng giá thủy lực di động và tổ hợp giàn chống 2ANSH cho các vỉa dày và dốc lớn, giảm tổn thất than xuống dưới 20% trong 3 năm tới.

  4. Đầu tư nghiên cứu và phát triển công nghệ mới: Hợp tác với các viện nghiên cứu để phát triển công nghệ điều khiển đá vách tự động, giảm thiểu rủi ro tai nạn và tăng an toàn lao động, triển khai thử nghiệm trong 5 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các công ty khai thác than hầm lò: Để cập nhật các công nghệ khai thác hiện đại, đánh giá trình độ công nghệ và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sản xuất phù hợp với điều kiện địa chất từng mỏ.

  2. Nhà quản lý ngành than và các cơ quan quản lý nhà nước: Hỗ trợ xây dựng chính sách phát triển công nghệ khai thác than, định hướng đầu tư và nâng cao an toàn lao động trong ngành.

  3. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành khai thác mỏ: Là tài liệu tham khảo khoa học để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về công nghệ khai thác than hầm lò và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao.

  4. Nhà đầu tư và doanh nghiệp cung cấp thiết bị khai thác than: Hiểu rõ nhu cầu công nghệ và đặc điểm kỹ thuật của các mỏ than vùng Mạo Khê – Uông Bí để phát triển sản phẩm phù hợp, nâng cao hiệu quả kinh doanh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần đánh giá trình độ công nghệ khai thác than hầm lò?
    Đánh giá giúp xác định mức độ hiện đại, hiệu quả và phù hợp của công nghệ đang áp dụng, từ đó đề xuất cải tiến nhằm tăng năng suất, giảm tổn thất và nâng cao an toàn lao động.

  2. Công nghệ khai thác nào đang được áp dụng phổ biến tại vùng Mạo Khê – Uông Bí?
    Các công nghệ chính gồm khai thác bằng cột thủy lực đơn DZ-22, giá thủy lực di động XDY-1T2/LY, tổ hợp giàn chống 2ANSH và công nghệ cơ giới hóa với máy khấu Combain MG200-W1.

  3. Làm thế nào để nâng cao năng suất lao động trong khai thác than hầm lò?
    Áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ, đào tạo nhân lực vận hành thiết bị hiện đại, tối ưu hóa quy trình khai thác và chống giữ, đồng thời giảm tổn thất than công nghệ.

  4. Tổn thất than do công nghệ khai thác hiện nay là bao nhiêu?
    Tổn thất dao động từ 15% đến hơn 30% tùy thuộc vào công nghệ và điều kiện địa chất, việc giảm tổn thất là mục tiêu quan trọng để nâng cao hiệu quả khai thác.

  5. Vai trò của đào tạo nhân lực trong việc áp dụng công nghệ mới?
    Đào tạo giúp công nhân nâng cao kỹ năng vận hành thiết bị, hiểu biết về công nghệ mới, từ đó giảm thiểu sai sót, tăng năng suất và đảm bảo an toàn lao động.

Kết luận

  • Đánh giá trình độ công nghệ khai thác than hầm lò tại vùng Mạo Khê – Uông Bí cho thấy sự đa dạng công nghệ với mức độ áp dụng chưa đồng bộ và hiệu quả khai thác còn nhiều hạn chế.
  • Công nghệ cơ giới hóa và tự động hóa là xu hướng phát triển tất yếu nhằm nâng cao năng suất lao động và an toàn trong khai thác than hầm lò.
  • Tổn thất than do công nghệ khai thác hiện tại còn cao, cần tối ưu hóa quy trình và áp dụng thiết bị chống giữ hiện đại để giảm thiểu.
  • Nâng cao trình độ nhân lực và đào tạo chuyên sâu là yếu tố then chốt để triển khai thành công các công nghệ mới.
  • Đề xuất áp dụng đồng bộ các công nghệ hiện đại trong vòng 2-5 năm tới nhằm đáp ứng mục tiêu sản lượng và an toàn lao động của ngành than.

Next steps: Triển khai các đề xuất công nghệ tại các mỏ than, tổ chức đào tạo nhân lực, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển công nghệ điều khiển tự động và giảm tổn thất than.

Call to action: Các doanh nghiệp và nhà quản lý ngành than cần phối hợp chặt chẽ để đầu tư, áp dụng công nghệ mới và nâng cao năng lực nhân lực nhằm phát triển bền vững ngành khai thác than hầm lò tại Việt Nam.