Nghiên cứu và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác vỉa 10 mức 300 tại Công ty Than Hà Lầm

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích kỹ thuật nghiên cứu đánh giá và đề xuất giải pháp cải thiện kết quả khai thác vỉa 10 mức 300 công, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Tiến Dũng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Thản
• Trường học: Trường Đại học Công Nghiệp Quảng Ninh
• Chuyên ngành: Khai thác mỏ
• Đề tài: Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Khai Thác Vỉa 10 Mức -300 Tại Công Ty Than Hà Lầm
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Quảng Ninh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ CƠ GIỚI HÓA KHAI THÁC TẠI MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG QUẢNG NINH VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 1.1. TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ Ở NƯỚC NGOÀI
• 1.2. Khái quát sự phát triển công nghệ khai thác CGH đồng bộ thu hồi than nóc ở Trung Quốc
• 1.2.1. Giai đoạn thử nghiệm (1984÷1990)
• 1.2.2. Giai đoạn áp dụng rộng rãi (1990÷1995)
• 1.2.3. Giai đoạn hoàn thiện, nâng cao (1996 đến nay)
• 1.3. Tình hình áp dụng cơ giới hóa ở Hoa Kỳ
• 1.3.1. Giai đoạn 1950-1960
• 2. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC TẠI VỈA 10 MỨC -300 CÔNG TY THAN HÀ LẦM
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT
• 2.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên. Đặc điểm địa chất mỏ. Đặc điểm chung các vỉa than và tập than. Đặc điểm địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình. Đặc điểm độ chứa khí. Trữ lượng than địa chất.
• 2.2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CƠ GIỚI HOÁ TẠI VỈA 10
• 2.2.1. CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ ĐANG ÁP DỤNG Ở VÙNG QUẢNG NINH
• 2.2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ
• 2.3. Thực trạng công nghệ khai thác tại Vỉa 10
• 2.4. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHẤU THAN CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐƯỢC CHO KHOÁNG SÀNG THAN HÀ LẦM
• 3. NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC VỈA 10 CÔNG TY THAN HÀ LẦM
• 3.1. ĐẶC ĐIỂM MỞ VỈA VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VỈA 10
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC THAN VÀ CÔNG NGHỆ THU HỒI
• 3.3. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về điều kiện địa chất và công nghệ khai thác tại Công ty Than Hà Lầm

Công ty Than Hà Lầm đang khai thác than tại vỉa 10 mức -300 với công suất khoảng 1,8 - 2,2 triệu tấn/năm. Việc áp dụng công nghệ khai thác than hiện đại là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả khai thác. Đặc điểm địa chất của mỏ có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp. Các yếu tố như độ dày, góc dốc của vỉa than, cũng như điều kiện địa chất xung quanh sẽ quyết định đến khả năng áp dụng công nghệ khai thác đồng bộ. Đặc biệt, việc đánh giá hiệu quả khai thác là rất quan trọng để đảm bảo rằng tài nguyên khoáng sản được khai thác một cách tối ưu và an toàn.

1.1. Đặc điểm địa chất mỏ

Đặc điểm địa chất của mỏ Than Hà Lầm cho thấy có sự phân bố không đồng đều về trữ lượng và chất lượng vỉa than. Trữ lượng than địa chất được phân tích kỹ lưỡng để xác định khả năng khai thác. Việc đánh giá hiệu quả khai thác cần dựa trên các chỉ tiêu như tỷ lệ thu hồi, chất lượng than và chi phí khai thác. Đặc biệt, trong bối cảnh yêu cầu ngày càng cao về an toàn lao động và bảo vệ môi trường, việc lựa chọn công nghệ khai thác phải đảm bảo không chỉ hiệu quả kinh tế mà còn đảm bảo an toàn cho người lao động. Các giải pháp công nghệ hiện đại như công nghệ khai thác cơ giới hóa đồng bộ sẽ được xem xét để tối ưu hóa quy trình khai thác tại vỉa 10.

II. Đánh giá thực trạng công nghệ khai thác tại vỉa 10

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng công nghệ khai thác hiện tại tại vỉa 10 chưa đáp ứng được yêu cầu về năng suất lao động và hiệu quả khai thác. Việc áp dụng công nghệ khai thác than cơ giới hóa đồng bộ là cần thiết để tăng cường năng suất lao động và giảm chi phí khai thác. Các vấn đề tồn tại như tổn thất tài nguyên, điều kiện làm việc không an toàn, và chi phí cao trong quá trình khai thác cần được giải quyết. Đặc biệt, việc đánh giá hiệu quả của công nghệ hiện tại sẽ giúp xác định được những điểm yếu cần cải thiện, từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả khai thác.

2.1. Phân tích các tồn tại trong công nghệ khai thác

Phân tích cho thấy các vấn đề như độ an toàn trong khai thác, năng suất thấp và chi phí cao đang là những thách thức lớn đối với Công ty Than Hà Lầm. Các thiết bị khai thác hiện tại chưa được tối ưu hóa, dẫn đến việc không tận dụng hết tiềm năng của tài nguyên khoáng sản. Đặc biệt, việc thiếu hụt trong công tác bảo trì và nâng cấp thiết bị cũng ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác. Để cải thiện tình hình, cần có một kế hoạch đầu tư và phát triển công nghệ khai thác than hiện đại, phù hợp với điều kiện địa chất và yêu cầu của thị trường.

III. Giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác tại vỉa 10 mức 300

Để nâng cao hiệu quả khai thác, Công ty Than Hà Lầm cần áp dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến, bao gồm việc sử dụng công nghệ khai thác cơ giới hóa đồng bộ. Việc tối ưu hóa quy trình khai thác, từ khâu chuẩn bị đến khâu thực hiện, sẽ giúp tăng cường năng suất lao động và giảm thiểu tổn thất tài nguyên. Ngoài ra, việc đào tạo nhân lực và cải thiện điều kiện làm việc cũng là những yếu tố quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả khai thác.

3.1. Đề xuất công nghệ khai thác phù hợp

Đề xuất sử dụng các thiết bị khai thác hiện đại như máy khấu than và giàn chống tự hành để tối ưu hóa quy trình khai thác. Việc áp dụng công nghệ khai thác cơ giới hóa đồng bộ sẽ giúp tăng cường năng suất lao động và giảm chi phí khai thác. Đồng thời, việc cải thiện công tác quản lý và giám sát quy trình khai thác cũng sẽ góp phần nâng cao hiệu quả khai thác tại vỉa 10. Các giải pháp này không chỉ giúp tăng cường hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo an toàn cho người lao động và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Mỏ Than Hà Lầm, thuộc Công ty Cổ phần Than Hà Lầm - Vinacomin, là một trong những mỏ than hầm lò trọng điểm tại tỉnh Quảng Ninh, với công suất khai thác hiện tại khoảng 1,8 đến 2,2 triệu tấn than mỗi năm. Vỉa 10 mức -300 là khu vực khai thác có điều kiện địa chất phức tạp, đòi hỏi áp dụng công nghệ khai thác tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm tổn thất tài nguyên và đảm bảo an toàn lao động. Trên cơ sở chiến lược phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2025, việc nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác tại vỉa 10 mức -300 có ý nghĩa thiết thực trong việc đáp ứng nhu cầu than ngày càng tăng của ngành công nghiệp.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào phân tích điều kiện địa chất, đánh giá thực trạng công nghệ khai thác hiện tại, đồng thời đề xuất các giải pháp công nghệ và thiết bị phù hợp nhằm tăng công suất khai thác lên mức 1.000 tấn/ngày, giảm tổn thất than và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khu vực vỉa 10 mức -300 của mỏ Than Hà Lầm, với dữ liệu thu thập từ năm 2019 và các báo cáo kỹ thuật liên quan. Nghiên cứu góp phần làm cơ sở dữ liệu khoa học cho việc lập kế hoạch đầu tư và phát triển khai thác dài hạn của Công ty Than Hà Lầm, đồng thời nâng cao năng lực cạnh tranh và hiệu quả kinh tế trong ngành khai thác mỏ than.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết khai thác mỏ hầm lò và mô hình công nghệ cơ giới hóa đồng bộ. Lý thuyết khai thác mỏ hầm lò tập trung vào các yếu tố địa chất kỹ thuật ảnh hưởng đến lựa chọn phương pháp khai thác, bao gồm đặc điểm địa tầng, cấu trúc địa chất, độ dốc và chiều dày vỉa than, cũng như tính chất cơ lý của đá vách và trụ vỉa. Mô hình công nghệ cơ giới hóa đồng bộ được áp dụng nhằm tối ưu hóa quá trình khai thác, giảm tổn thất than và nâng cao năng suất lao động thông qua việc sử dụng các thiết bị cơ giới hiện đại như giàn chống tự hành, máy khấu liên hợp và máng cào uốn.

Các khái niệm chuyên ngành được sử dụng bao gồm: cơ giới hóa đồng bộ, giàn chống thủy lực, máy khấu than, lò chợ dài, thu hồi than nóc, và điều khiển đá vách. Ngoài ra, nghiên cứu còn áp dụng phương pháp đánh giá tổng hợp các yếu tố địa chất kỹ thuật để xác định khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa tại vỉa 10 mức -300.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các báo cáo địa chất, số liệu khai thác thực tế tại Công ty Than Hà Lầm, các tài liệu kỹ thuật về thiết bị khai thác và công nghệ cơ giới hóa đồng bộ trong nước và quốc tế. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các số liệu về trữ lượng than, đặc điểm địa chất, thông số kỹ thuật thiết bị và hiệu quả khai thác tại các lò chợ cơ giới hóa đồng bộ.

Phương pháp phân tích bao gồm: phân tích định tính và định lượng các yếu tố địa chất kỹ thuật, đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các công nghệ khai thác hiện có, so sánh các chỉ tiêu năng suất, tổn thất than và chi phí sản xuất. Phương pháp giải tích được sử dụng để xây dựng hàm mục tiêu tối ưu hóa hiệu quả khai thác. Ngoài ra, ý kiến chuyên gia trong ngành khai thác mỏ được tham khảo để hoàn thiện các đề xuất giải pháp.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2019, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích đánh giá và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều kiện địa chất phức tạp tại vỉa 10 mức -300: Vỉa than có chiều dày trung bình 14,92 m, góc dốc khoảng 26 độ, với các lớp đá vách chủ yếu là bột kết, sét kết có độ bền vững trung bình đến cao. Trữ lượng địa chất tại khu vực này đạt khoảng 90 triệu tấn, trong đó trữ lượng công nghiệp khoảng 52,8 triệu tấn. Độ chứa khí mê tan thuộc loại I, đòi hỏi các biện pháp an toàn nghiêm ngặt.

2. Hiệu quả khai thác công nghệ cơ giới hóa đồng bộ hiện tại: Công nghệ sử dụng giàn chống tự hành ZZ-3200/16/26 kết hợp máy khấu liên hợp MG-150/375-W và máng cào uốn SGZ-630/2x110 đạt công suất lò chợ khoảng 400.000 tấn/năm, năng suất lao động 23,8 tấn/người-ca, tổn thất than khoảng 16,6%. So với công nghệ thủ công, năng suất lao động tăng đáng kể nhưng vẫn còn tổn thất than cao.

3. So sánh với công nghệ VINAALTA 2,0/3,15: Tổ hợp thiết bị VINAALTA kết hợp máy liên hợp MB12-2V2P/R-450E tại Công ty Than Vàng Danh cho thấy sản lượng lò chợ tăng 1,7 lần, năng suất lao động tăng gần 4 lần, tỷ lệ thu hồi than hạ trần đạt 85%, giảm tổn thất than và chi phí nhân công đáng kể. Giá thành phân xưởng giảm 9,2%, tỷ suất lợi nhuận/doanh thu tăng 23,88%, cho thấy hiệu quả kinh tế vượt trội.

4. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất đến lựa chọn công nghệ: Các yếu tố như độ dốc vỉa, chiều dày vỉa, đặc tính cơ lý đá vách và trụ vỉa, cùng với độ chứa khí và lượng nước ngầm ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ. Vỉa 10 mức -300 có điều kiện phù hợp để áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả khai thác.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ hiện đại như tổ hợp VINAALTA 2,0/3,15 mang lại nhiều lợi ích vượt trội về năng suất, an toàn và hiệu quả kinh tế so với công nghệ truyền thống. Việc tăng tỷ lệ thu hồi than hạ trần và giảm tổn thất than góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên khoáng sản. Các số liệu về năng suất lao động và chi phí sản xuất được trình bày qua bảng so sánh chi tiết, minh họa rõ ràng sự cải thiện đáng kể.

So sánh với các nghiên cứu và thực tiễn khai thác tại Trung Quốc, Hoa Kỳ và Ba Lan, việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp của vỉa than dày, dốc thoải đã được chứng minh là xu hướng phát triển tất yếu. Ngoài ra, việc kiểm soát khí mê tan và an toàn lao động cũng được nâng cao nhờ các thiết bị cơ giới hóa hiện đại.

Tuy nhiên, việc đầu tư ban đầu cho công nghệ mới đòi hỏi nguồn vốn lớn và cần có kế hoạch đào tạo, chuyển giao công nghệ phù hợp. Việc lựa chọn thiết bị và công nghệ cần căn cứ vào đặc điểm địa chất cụ thể của từng khu vực khai thác để đạt hiệu quả tối ưu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ VINAALTA 2,0/3,15 tại vỉa 10 mức -300: Triển khai đồng bộ tổ hợp giàn chống tự hành, máy liên hợp và máng cào hiện đại nhằm nâng công suất khai thác lên 1.000 tấn/ngày, giảm tổn thất than xuống dưới 10%. Thời gian thực hiện dự kiến trong vòng 2 năm, do Công ty Than Hà Lầm chủ trì.

2. Tăng cường đào tạo và chuyển giao công nghệ cho công nhân và kỹ sư khai thác: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành thiết bị cơ giới hóa, an toàn lao động và bảo trì thiết bị nhằm nâng cao năng lực nhân lực, đảm bảo vận hành hiệu quả. Thời gian đào tạo liên tục trong 6 tháng đầu sau khi triển khai công nghệ mới.

3. Cải thiện hệ thống quản lý và giám sát khai thác: Áp dụng hệ thống tự động hóa và giám sát từ xa để theo dõi tiến độ khai thác, điều kiện an toàn và hiệu suất thiết bị, giúp kịp thời xử lý sự cố và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Chủ thể thực hiện là phòng kỹ thuật và công nghệ thông tin của công ty, triển khai trong 1 năm.

4. Nâng cấp hệ thống an toàn và kiểm soát khí mê tan: Lắp đặt các thiết bị đo khí tự động, hệ thống thông gió và phòng chống cháy nổ hiện đại nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lao động và thiết bị khai thác. Thời gian thực hiện song song với việc áp dụng công nghệ mới, do phòng an toàn công ty đảm nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và kỹ sư khai thác mỏ than: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về điều kiện địa chất và công nghệ khai thác hiện đại, giúp họ lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp để nâng cao hiệu quả sản xuất và an toàn lao động.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khai thác mỏ: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá về phương pháp đánh giá điều kiện địa chất, phân tích công nghệ cơ giới hóa đồng bộ và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong khai thác than hầm lò.

3. Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý ngành than: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các chính sách phát triển công nghệ khai thác than bền vững, đáp ứng nhu cầu năng lượng quốc gia và bảo vệ môi trường.

4. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp trong lĩnh vực khai thác khoáng sản: Luận văn giúp đánh giá tiềm năng đầu tư vào công nghệ khai thác hiện đại, tối ưu hóa chi phí và nâng cao lợi nhuận trong hoạt động khai thác than.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ cơ giới hóa đồng bộ là gì và có ưu điểm gì?
   Công nghệ cơ giới hóa đồng bộ là hệ thống khai thác than sử dụng đồng bộ các thiết bị cơ giới như giàn chống tự hành, máy khấu liên hợp và máng cào để khai thác hiệu quả. Ưu điểm gồm tăng năng suất lao động, giảm tổn thất than, cải thiện an toàn và giảm chi phí sản xuất.

2. Điều kiện địa chất nào ảnh hưởng đến việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa?
   Các yếu tố như chiều dày vỉa than, góc dốc, đặc tính cơ lý của đá vách và trụ vỉa, độ chứa khí mê tan và lượng nước ngầm đều ảnh hưởng đến khả năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ. Điều kiện phức tạp đòi hỏi thiết bị và phương pháp phù hợp để đảm bảo hiệu quả và an toàn.

3. Tỷ lệ thu hồi than hạ trần là gì và tại sao quan trọng?
   Tỷ lệ thu hồi than hạ trần là phần than được khai thác từ lớp than dưới cùng của vỉa, giúp giảm tổn thất than. Tỷ lệ này càng cao thì hiệu quả sử dụng tài nguyên càng tốt, góp phần giảm chi phí và tăng lợi nhuận khai thác.

4. So sánh hiệu quả kinh tế giữa công nghệ cơ giới hóa đồng bộ và phương pháp thủ công?
   Công nghệ cơ giới hóa đồng bộ tăng sản lượng lò chợ lên 1,7 lần, năng suất lao động tăng gần 4 lần, giảm chi phí nhân công 2,4 lần và giảm giá thành phân xưởng 9,2% so với phương pháp thủ công, đồng thời nâng cao tỷ suất lợi nhuận.

5. Làm thế nào để đảm bảo an toàn khi khai thác than có khí mê tan cao?
   Cần lắp đặt hệ thống đo khí tự động, thông gió hiệu quả, sử dụng thiết bị chống cháy nổ và đào tạo nhân công về an toàn lao động. Công nghệ cơ giới hóa đồng bộ cũng giúp giảm tiếp xúc trực tiếp với môi trường nguy hiểm, nâng cao an toàn.

Kết luận

• Nghiên cứu đã đánh giá chi tiết điều kiện địa chất và công nghệ khai thác tại vỉa 10 mức -300 mỏ Than Hà Lầm, xác định tiềm năng áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ hiện đại.
• Công nghệ VINAALTA 2,0/3,15 kết hợp máy liên hợp MB12-2V2P/R-450E cho hiệu quả kinh tế kỹ thuật vượt trội so với công nghệ truyền thống, với năng suất lao động và tỷ lệ thu hồi than cao hơn đáng kể.
• Các yếu tố địa chất kỹ thuật như chiều dày vỉa, độ dốc, đặc tính đá vách và khí mê tan là cơ sở quan trọng để lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp.
• Đề xuất các giải pháp công nghệ, đào tạo và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả khai thác, giảm tổn thất than và đảm bảo an toàn lao động trong giai đoạn 2 năm tới.
• Khuyến nghị các nhà quản lý, kỹ sư và nhà đầu tư ngành than nghiên cứu và áp dụng kết quả để phát triển bền vững ngành khai thác mỏ than Việt Nam.

Hành động tiếp theo là triển khai thử nghiệm công nghệ cơ giới hóa đồng bộ tại vỉa 10 mức -300, đồng thời xây dựng kế hoạch đào tạo và nâng cấp hệ thống an toàn nhằm đảm bảo hiệu quả và bền vững trong khai thác than.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ CƠ GIỚI HÓA KHAI THÁC TẠI MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG QUẢNG NINH VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1. TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ Ở NƯỚC NGOÀI Việc phân loại các sơ đồ công nghệ cơ giới hiện nay trên thế giới thường dựa trên cơ sở khả năng chống giữ gương khai thác hoặc đặc tính chiều dày, góc dốc vỉa. Theo điều kiện chống giữ khoảng trống khai thác, sơ đồ công nghệ cơ giới hóa phân chia thành hai loại: - Sơ đồ công nghệ cơ giới hóa không chống giữ gương khai thác: sử dụng khi điều kiện địa chất mỏ không cho phép áp dụng cơ giới hóa đồng bộ và không chia gương khai thác có chiều dài lớn. Công nghệ phổ biến dạng này chủ yếu là sử dụng máy khoan guồng xoắn dùng cho vỉa mỏng hoặc khoan nổ mìn với lỗ khoan dài.

- Sơ đồ công nghệ cơ giới hóa có chống giữ gương khai thác: sử dụng các loại vật liệu chống (giàn tự hành, vì chống thủy lực, v.v) để chống giữ đá vách trực tiếp trên suốt chiều dài gương khai thác, kể cả tải trọng động của đá vách cơ bản. Các loại cột chống đều có khả năng dịch chuyển theo tiến độ gương khai thác. Theo đặc điểm độ dốc và chiều dày vỉa than, các sơ đồ công nghệ cơ giới hóa khai thác được phân chia thành 3 dạng cơ bản: - Công nghệ cơ giới hóa khai thác vỉa có độ dốc đến 35o với các nhóm chiều dày vỉa than. - Công nghệ cơ giới hóa khai thác vỉa có độ dốc từ 36 o  45 o với các nhóm chiều dày vỉa than.

- Công nghệ cơ giới hóa khai thác vỉa có độ dốc từ 46 o  90 o với các nhóm chiều dày vỉa than. Để khai thác các vỉa than bằng phương pháp hầm lò áp dụng hai hệ thống khai thác cơ bản là hệ thống khai thác gương lò ngắn và hệ thống khai thác gương lò chợ dài. Hệ thống khai thác gương lò ngắn với đặc trưng là không lấy hết than mà để lại các trụ bảo vệ giữ nóc. Trong thời gian gần đây, ngành công nghiệp than trên thế giới có xu hướng phát triển Học viên: Nguyễn Tiến Dũng 14 Chuyên ngành: Khai thác mỏ khai thác các khu vực có điều kiện kiến tạo địa chất phức tạp và các trụ bảo vệ bằng các lò chợ ngắn (15  50 m), sử dụng thiết bị cơ giới hóa đồng bộ như máy khấu combai loại nhỏ, máng cào uốn góc giữa lò chợ và lò chuẩn bị, giàn chống thủy lực với xà di động, giữ nóc bằng neo v.

Chiều dài theo phương các khu khai thác không đòi hỏi lớn do thời gian di chuyển và lắp đặt thiết bị cơ giới hóa nhanh. Tốc độ tiến gương dao động trong phạm vi rộng phụ thuộc vào chiều dài lò chợ (trung bình 5  10 m/ngày.đêm) cho phép nâng cao sản lượng lò chợ. Tuy nhiên hệ thống khai thác này có nhược điểm là tổn thất than lớn tại các trụ bảo vệ (30  40%) đặc bịêt là càng khai thác xuống sâu, các trụ bảo bảo vệ càng có kích thước lớn nên tổn thất than càng cao. Đây là phương pháp được áp dụng rộng rãi tại Mỹ, Úc, những nơi mà các vỉa than không quá sâu và đá vách tương đối cứng.

Từ năm 1982, Phòng khai thác Bắc Kinh thuộc Tổng Viện Nghiên cứu Khoa học than Trung Quốc đã bắt đầu nghiên cứu kỹ thuật khai thác CGH đồng bộ hạ trần, thu hồi than nóc vỉa dầy trên cơ sở phương pháp khai thác hạ trần của Châu Âu. Năm 1984, nghiên cứu, chế tạo ra giàn chống khai thác CGH đồng bộ FY400-14/28 có cơ cấu thu hồi than nóc đầu tiên và đã được thử nghiệm tính công nghiệp sử dụng trong lò và được áp dụng đầu tiên tại mỏ Phổ Hà - Cục Khoáng sản Thẩm Dương. Sau đó, phương pháp khai thác hạ trần thành công và được ứng dụng rộng rãi tại các vỉa đặc biệt các khu vực vỉa than dầy, cho hiệu quả kinh tế cao. Hiện nay, những nước sản xuất than lớn trên thế giới đều coi việc thực hiện cơ giới hoá khai thác than là chiến lược phát triển của mình.

Đồng thời, đã phát triển mạnh mẽ công nghệ cơ giới hóa đồng bộ trang bị các hệ thống tự động hóa để vận hành và quản lý điều khiển đồng bộ thiết bị trong lò. Nó không những giảm nhẹ cường độ lao động, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân trong hầm lò, mà còn nâng cao sản lượng của lò chợ, giảm tiêu hao nguyên liệu, giá thành, tăng hiệu quả kinh tế sản xuất và khả năng cạnh tranh trên thị trường tiêu thụ. Học viên: Nguyễn Tiến Dũng 15 Chuyên ngành: Khai thác mỏ 1. Khái quát sự phát triển công nghệ khai thác CGH đồng bộ thu hồi than nóc ở Trung Quốc Quá trình phát triển kỹ thuật khai thác CGH đông bộ có thu hồi than nóc của Trung Quốc chia làm 3 giai đoạn chính: Giai đoạn thử nghiệm (1984÷1990), giai đoạn áp dụng rộng rãi (1990÷1995), Giai đoạn hoàn thiện, nâng cao (1996 đến nay).

a) Giai đoạn thử nghiệm (1984÷1990) Năm 1982, Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu công nghệ khai thác CGH thu hồi than nóc tại các vỉa dốc thoải và được áp dụng thử nghiệm đầu tiên tại khu khai thác III, mỏ than Phổ Hà - Cục khoáng sản Thẩm Dương. Năm 1985, tiến hành thử nghiệm công nghệ khai thác CGH thu hồi than nóc áp dụng cho các vỉa dầy, dốc đứng tại nhiều mỏ than thuộc bể than Đông Bắc, do một số nguyên nhân, hiệu quả chưa thực sự lí tưởng, tình trạng an toàn cũng không cao, sản lượng lò chợ còn thấp. Năm 1987, Mỏ than số I - Bình Đỉnh Sơn đã nhập khẩu đồng bộ thiết bị lò chợ cơ giới hóa, chống đỡ bằng giàn chống tự hành VHP-732, có cơ cấu thu hồi than nóc tại xà nóc của giàn, than thu hồi được rót vào máng cào trước gương. Do một số nguyên nhân, sản lượng lò chợ chưa đạt được công suất thiết kế.

Thành quả chính của giai đoạn này là áp dụng thử nghiệm thành công công nghệ khai thác CHG đồng bộ, chống giữ bằng giàn chống thủy lực có cơ cấu thu hồi than nóc trong điều kiện vỉa dầy, dốc thoải tại mỏ than Dương Khoáng. Tháng 7/1990, lập kỉ lục sản lượng tháng đạt 140.000 tấn, năng suất lao động đạt 57,8 tấn/công, là điển hình cho mô hình khai thác CHG đồng bộ, thu hồi than nóc đạt hiệu quả cao, sản lượng lớn, chứng minh được tính khả thi của việc áp dụng công nghệ khai thác CGH đồng bộ có tu hồi than nóc. b) Giai đoạn áp dụng rộng rãi (1990÷1995) Trong giai đoạn này, công nghệ khai thác CGH đồng bộ có hạ trần, thu hồi than nóc đã phát triển rất nhanh. Trước hết, đã có sự chuyển biển Học viên: Nguyễn Tiến Dũng 16 Chuyên ngành: Khai thác mỏ lớn trong quan niệm và nhận thức của ngành than về công nghệ khai thác này.

Mặt khác, đã có nhiều nghiên cứu được đưa vào áp dụng thành công trong công nghệ thu hồi than nóc, tính chất thu hồi của lớp than nóc, mối quan hệ giữa giàn chống và lớp đất đá xung quanh lò chợ và công tác điều khiển lớp đá vách. * Đặc điểm chính - Nâng cao nhận thức của ngành than về CGH khai thác có thu hồi than nóc - Công nghệ khai thác CGH thu hồi than nóc có nhiều đột phá khi áp dụng trong các vỉa có điều kiện địa chất phức tạp. - Các loại hình giàn chống thủy lực chống giữ trong lò chợ khai thác CGH đồng bộ thu hồi than nóc không ngừng được cải tiến, áp dụng. - Giải quyết được một loại các vấn đề khó khăn trong lò chợ khai thác CGH đồng bộ thu hồi than nóc như công nghệ khai thác, tỷ lệ thu hồi, chống bụi than, khí mê tan và phòng chống cháy nổ.

* Kết quả đạt được - Dần dần thành thục công nghệ khai thác CGH đồng bộ thu hồi than nóc, sản lượng không ngừng nâng cao, điển hình lò chợ CGH tại mỏ than Hưng Long - Duyễn Châu đạt sản lượng 3 triệu tấn/ năm (năm 1995). - Công nghiệp cơ khi ngày các phát triển, từ giai đoạn nhập khẩu giàn chống, mô phỏng chế tạo đến tự chủ chế tạo được giàn chống thủy lực hạ trần có tính ổn định, tin cậy cao. - Đột phá quan trọng khi áp dụng công nghệ này vào khai thác các vỉa than có điều kiện địa chất phức tạp, vách trụ vỉa có độ bền vững thấp, góc dốc vỉa lớn, độ suất khí mê tan cao… c) Giai đoạn hoàn thiện, nâng cao (1996 đến nay) Từ năm 1996 đến nay, kỹ thuật khai thác CGH đồng bộ thu hồi than nóc ở các vỉa có điều kiện phức tạp không ngừng tạo đột phá, sản lượng, hiệu quả không ngừng nâng cao. Giàn chống thủy lực dạng yểm hộ hai cột thủy lực, có cơ cấu tự động hóa thu hồi than nóc tại máng cào sau, là một Học viên: Nguyễn Tiến Dũng 17 Chuyên ngành: Khai thác mỏ trong những điểm sáng của công nghệ khai thác CGH đồng bộ các vỉa than rất dầy.

Năm 2005, lần đầu tiên đề xuất khái niệm hạ trần, thu hồi than nóc với chiều cao khai thác lớn, chế tạo đưa vào sử dụng thành công bộ giàn chống thủy lực có cơ cấu hạ trần, thu hồi than nóc với chiều cao khai thác lớn đầu tiên. Tình hình áp dụng cơ giới hóa ở Hoa Kỳ Khi mà nhu cầu sử dụng than ngày càng tăng lên, phương pháp khai thác buồng–cột đã sớm bị cho là lãng phí, các ưu điểm của công nghệ khai thác than bằng lò chợ dài đã được ghi nhận là: "Công nghệ khai thác than bằng lò chợ dài đã chứng minh được chi phí sản xuất một tấn than là nhỏ nhất và Thời gian thu hồi vốn là ngắn nhất, năng suất lao động tăng, phương pháp thông gió lò chợ sử dụng hạ áp chung của mỏ, các công nhân làm việc tập trung; công tác nổ mìn gần như không cần thực hiện do phần than hạ trần có thể tự sập đổ a) Giai đoạn 1950-1960 Sau Thế chiến thứ II, sự đầu tư vào khai thác than bằng lò chợ dài của Hoa Kỳ đã được thay đổi bằng khả năng sử dụng máy bào than nhập khẩu từ Đức,máng cào uốn. Máy bào than được di chuyển qua gương than trong khi lướt trên một lớp đệm trượt trên máng cào. Máy bào than có thể cắt lớp than từ 0,06÷0,12m chất lên máng cào.

Năm 1952, Hiệp hội nhiên liệu khí miền Đông, với sự hỗ trợ từ Cục Mỏ Hoa Kỳ, đã thử nghiệm khai thác than bằng lò chợ cơ giới hóa với một máy bào than và máng cào tại mỏ Statesbury.