I. Tính cấp thiết của đề tài
Nghiên cứu công nghệ khai thác và tối ưu hóa hệ thống cho mỏ than hầm lò Uông Bí là một đề tài quan trọng trong bối cảnh ngành công nghiệp than Việt Nam. Trữ lượng các vỉa than dày trung bình, dốc đứng tại khu vực Uông Bí chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng trữ lượng bể than Đông Bắc. Hàng năm, sản lượng khai thác từ các vỉa này đóng góp một phần không nhỏ vào tổng sản lượng than của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam. Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ khai thác hiện tại vẫn còn nhiều hạn chế, dẫn đến hiệu suất khai thác thấp và tỷ lệ tổn thất cao. Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến là cần thiết để nâng cao hiệu quả khai thác và đảm bảo an toàn lao động.
1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công nghệ khai thác các vỉa than dày trung bình, dốc đứng tại các mỏ than hầm lò khu vực Uông Bí. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc phân tích điều kiện địa chất - kỹ thuật của các vỉa than này, từ đó lựa chọn và tối ưu hóa các công nghệ khai thác phù hợp. Mục tiêu là nâng cao sản lượng khai thác, năng suất lao động và mức độ an toàn trong quá trình khai thác.
II. Nghiên cứu công nghệ khai thác
Công nghệ khai thác than hiện nay tại Uông Bí chủ yếu dựa vào các phương pháp thủ công, dẫn đến hiệu suất không cao và chi phí khai thác lớn. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như công nghệ CGH đồng bộ và lò chợ xiên chéo đã cho thấy những ưu điểm vượt trội. Những công nghệ này không chỉ giúp giảm tỷ lệ tổn thất mà còn nâng cao năng suất lao động. Tuy nhiên, việc áp dụng vẫn còn gặp nhiều khó khăn do điều kiện địa chất phức tạp. Do đó, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu sâu hơn để tối ưu hóa các thông số của hệ thống khai thác, nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn trong khai thác than.
2.1. Phân tích các công nghệ khai thác hiện tại
Các công nghệ khai thác hiện tại tại Uông Bí chủ yếu bao gồm công nghệ buồng và lò dọc vỉa phân tầng. Những công nghệ này có hiệu quả chưa cao, với tỷ lệ tổn thất từ 30 đến 40%. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như giàn chống cứng và CGH đồng bộ đã cho thấy khả năng nâng cao năng suất và giảm tổn thất. Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ này cần được theo dõi và đánh giá để tối ưu hóa các thông số kỹ thuật, từ đó nâng cao hiệu quả khai thác.
III. Tối ưu hóa hệ thống khai thác
Tối ưu hóa các thông số của hệ thống khai thác là một trong những mục tiêu chính của nghiên cứu. Việc lựa chọn chiều cao tầng khai thác và chiều dài theo phương cột khai thác là rất quan trọng. Các nghiên cứu cho thấy chiều cao tầng khai thác tối ưu khoảng 75 đến 80 m, trong khi chiều dài theo phương cột khai thác tối ưu khoảng 650 đến 700 m. Những thông số này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả khai thác mà còn đảm bảo an toàn lao động trong quá trình khai thác.
3.1. Đánh giá và lựa chọn thông số tối ưu
Đánh giá các thông số tối ưu cho hệ thống khai thác là cần thiết để nâng cao hiệu quả và an toàn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý theo nguyên tắc ưu tiên áp dụng công nghệ cột dài theo phương và giàn chống cứng sẽ mang lại hiệu quả cao hơn. Việc tối ưu hóa các thông số này không chỉ giúp giảm chi phí khai thác mà còn nâng cao năng suất lao động, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp than.
IV. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc xây dựng điều kiện áp dụng các công nghệ khai thác mới sẽ góp phần nâng cao hiệu quả khai thác than tại Uông Bí. Đồng thời, nghiên cứu cũng giúp xây dựng phương pháp luận cho việc tối ưu hóa các thông số kỹ thuật trong khai thác than. Những kết quả đạt được từ nghiên cứu sẽ là cơ sở để áp dụng rộng rãi các công nghệ tiên tiến trong ngành công nghiệp than Việt Nam.
4.1. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu
Giá trị thực tiễn của nghiên cứu nằm ở việc đề xuất các công nghệ khai thác hợp lý cho điều kiện các vỉa than dày trung bình, dốc đứng tại Uông Bí. Những công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả khai thác mà còn đảm bảo an toàn lao động. Việc tối ưu hóa các thông số của hệ thống khai thác sẽ giúp giảm chi phí và nâng cao năng suất lao động, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp than.
