1. Trang Chủ
  2. Môi trường
  3. Nghiên cứu thực nghiệm diễn biến dịch chuyển đá vách và áp lực mỏ trong khu vực lò chợ cơ giới hóa khai thác vỉa dày trung bình dốc thoải và nghiêng tại Công ty than Quang Hanh

Nghiên cứu thực nghiệm diễn biến dịch chuyển đá vách và áp lực mỏ trong khu vực lò chợ cơ giới hóa khai thác vỉa dày trung bình dốc thoải và nghiêng tại Công ty than Quang Hanh

Bài viết phân tích được vai trò của công tác nghiên cứu thực nghiệm trong quá trình khai thác mỏ. Thực hiện nghiên cứu thực nghiệm diễn biến quá trình dịch chuyển đá vách trên các đường lò song song chân khu vực lò chợ cơ giới hóa và áp lực mỏ tác động lên vì chống lò chuẩn bị, lò chợ. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Nghiên cứu thực nghiệm diễn biến dịch chuyển đá vách và áp lực mỏ trong khu vực lò chợ cơ giới hóa khai thác vỉa dày trung bình dốc thoải và nghiêng tại Công ty than Quang Hanh Phạm

Thể loại Tài liệu miễn phí Môi trường

Số trang 5

Ngày tạo 4/6/2023 11:45:18 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.77 M

Tên tệp

Tải Nghiên cứu thực nghiệm diễn biến dịch chuyển đá vá... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Nghiên cứu thực nghiệm diễn biến dịch chuyển đá vách và áp lực mỏ trong khu vực lò chợ cơ giới hóa khai thác vỉa dày trung bình dốc thoải và nghiêng tại Công ty than Quang Hanh Phạm Đức Thang1,*, Nguyễn Văn Thanh2, Nguyễn Văn Thái2 1 Phòng KHCN&QHQT - Trường ĐHCN Quảng Ninh 2 Công ty Cổ phần than Hà Lầm * Email: phamducthangmct@gmail.com Mobile: 0987302934 Tóm tắt Từ khóa: Bài báo phân tích được vai trò của công tác nghiên cứu thực Dịch chuyển; Dịch chuyển đá vách; nghiệm trong quá trình khai thác mỏ. Thực hiện nghiên cứu thực Áp lực mỏ; Nghiên cứu thực nghiệm diễn biến quá trình dịch chuyển đá vách trên các đường lò nghiệm; Phân bố áp lực. song song chân khu vực lò chợ cơ giới hóa và áp lực mỏ tác động lên vì chống lò chuẩn bị, lò chợ. Từ kết quả thống kê đo đạc thực tế hiện trường khai thác đã phân tích đánh giá mức độ dịch chuyển và ảnh hưởng áp lực mỏ trong khu vực lò chợ cơ giới hóa khai thác vỉa dày trung bình dốc thoải và nghiêng tại Công ty than Quang Hanh. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, có một số phương pháp đo dịch Nghiên cứu thực nghiệm mỏ là một trong chuyển đá vách được áp dụng như: đo dịch những phương pháp cơ bản để có được dữ liệu chuyển bằng máy trắc địa, đo dịch chuyển bằng khoa học từ thực tế sản xuất. Chúng dựa trên các chỉ thị mầu, đo dịch chuyển bằng nguyên lý từ kết quả được đo và phân tích từ thực nghiệm sản tính (Geokol). Phương pháp đo bằng chỉ thị mầu xuất và được thiết lập một cách khoa học trong các và máy trắc địa hiện đang được áp dụng phổ biến điều kiện thực tế cho phép để theo dõi và điều tại Việt Nam với nhiều ưu điểm như: giá thành khiển quá trình sản xuất. Mục đích nghiên cứu thực thấp, dễ thi công, theo dõi và lấy số liệu đơn giản, nghiệm là kiểm nghiệm các giả định lý thuyết, độ chính xác cao.v.v. Trong hai phương pháp cũng như nghiên cứu sâu rộng hơn về đối tượng trên, phương pháp đo bằng chỉ thị mầu phức tạp cần nghiên cứu [1, 2, 3, 4, 5]. Quan sát và đo đạc hơn so với phương pháp đo bằng máy trắc địa, do thực địa đóng vai trò rất quan trọng trong khoa học phương pháp đo bằng chỉ thị mầu cần phải khoan khai thác mỏ.Trong khai thác mỏ hầm lò có rất các lỗ khoan sâu vào vách vỉa than từ 5  6 m để nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khai thác đó quan trắc dịch động của đất đá, số lượng mốc là sự đa dạng và biến thiên lớn của điều kiện địa quan trắc phải xây dựng nhiều, yêu cầu máy chất và khai thác, và sự khác biệt trong phương khoan phải thuộc loại đặc chủng, đi kèm với đó thức tiến hành và các tham số của quá trình khai là chi phí thi công lớn. Trên cơ sở đó chọn thác mỏ [6, 7]. Ngoài ra, quá trình khai thác không phương pháp đo dịch động bằng máy trắc địa để ngừng phát triển, thay đổi theo không gian và thời đo dịch động đá vách tại khu vực khai thác lò chợ gian. Do đó, mặc dù nghiên cứu thực nghiệm rất cơ giới hóa tại Công ty than Quang Hanh. tốn thời gian và phức tạp, nhưng chúng lại phản Việc đo áp lực mỏ cũng có nhiều phương ánh đúng được hiện trường và thực tế quá trình sản pháp đo. Tại Việt Nam thường sử dụng đồng hồ xuất, ngoài ra nếu không có chúng không thể xác đo tự ghi làm việc theo nguyên lý cơ học, loại định các tham số cơ bản của các quá trình nghiên ADJ của Trung Quốc. Phương pháp này có ưu cứu và đặt chính xác các nhiệm vụ cho nghiên cứu điểm là giá thành rẻ, có khả năng lưu trữ dữ liệu phân tích và mô hình hóa trong phòng thí nghiệm. trong khoảng thời gian lớn, nhưng có một số 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐO DỊCH nhược điểm như: thi công lắp đặt khó khăn, số CHUYỂN ĐÁ VÁCH VÀ ÁP LỰC MỎ liệu sai số lớn. Thời gian gần đây, tại một số mỏ đã sử dụng đồng hồ điện tử tự nghi LEO Record để đo, theo dõi áp lực trong lò chợ. Thiết bị đo * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 70
  2. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH này có ưu điểm là số liệu được theo dõi liên tục 421200 421300 421400 421500 -166.14 CT17 CT16 -166.3 -166.21 trong thời gian dài và sai số đo không lớn. Trên CT18 -166.13 CT19 -166.11 CT14 -166.3 CG C T1 .47 -166 50° - 3 -154.59 cơ sở các phân tích trên, chọn và sử dụng đồng - - - -139.79 - hồ điện tử LEO Record để theo dõi diễn biến áp - - -- -126.79 2327 - 2327 100 100 - - lực mỏ trong lò chợ cơ giới hóa khai thác vỉa dày -- T1 - - - -- T6 CT1 - trung bình dốc thoải và nghiêng tại Công ty than - - - - D2 - - - - - Quang Hanh. D3 - - - CT3 - 3. BỐ TRÍ THIẾT BỊ VÀ TRẠM ĐO - - 2327 2327 f.k- - 000 000 f.k - QT t1 QT t QT6 Q T5 Công tác đo đạc dịch động được tiến hành 421200 421300 421400 421500 Hình 2. Sơ đồ bố trí các trạm đo trong lò song song tại lò song song chân chợ. Dọc theo lò song song chân chân thiết lập 9 trạm quan trắc (ký hiệu từ TĐ1 ÷ Trạm đo áp lực mỏ tại lò dọc vỉa vận tải TĐ9 theo hướng từ gương lò chợ ra ngoài theo được đặt tiến trước và cách gương lò chợ 20m hướng khấu), khoảng cách giữa các trạm là 15 vì theo phương. Đồng hồ đo áp lực điện tử tự ghi kỹ chống (bước chống 0,7m, tương đương 9,8m). thuật số LEO Record được lắp trực tiếp lên van Trong đó, trạm đầu tiên TĐ1 cách gương lò chợ cấp dịch cột thủy lực đơn DZ-22 chống lên vì lò 08 vì (tương đương 4,9m). Nhiệm vụ của tuyến chuẩn bị tại vị trí đảm bảo an toàn cho người đi quan trắc là đo đạc các biến dạng về chiều cao, lại và làm việc thuận lợi (hình 3). Sau khi lò chợ chiều rộng của đường lò (vì chống), từ đó xây khấu tới vị trí điểm đo đầu tiên, tiến hành di dựng nên quy luật diễn biến dịch động do của áp chuyển đồng hồ tới vị trí thứ hai cách vị trí trước lực do khối than và đất đá vách, trụ vỉa than tác 20m. động lên vì chống. Trên một vì chống các mốc đo bao gồm 2 mốc ở 2 đầu cột (sát dưới xà), 2 mốc ở hai chân cột sát với nền lò. Các mốc được đánh dấu trực tiếp lên vì chống bằng sơn sáng màu. Vị trí các mốc đo trên 1 vì chống được thể hiện trên hình 1. b b2 b1 Hình 3. Sơ đồ bố trí đồng hồ đo áp lực trong lò chuẩn bị Việc đo đạc, quan trắc áp lực mỏ trong lò chợ cơ giới hóa được thực hiện bằng các đồng hồ h đo áp lực tức thời (hình 4) gắn sẵn tại các dàn chống theo khoảng cách 5 dàn/1 trạm tương đương 7,5m/1 trạm đo. Theo đó, trong lò chợ bố trí 11 điểm đo từ 1 - 11 tại các dàn chống tương ứng theo chiều từ dưới lên trên là dàn số 1, 6, 11, B2 B1 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51. Số liệu áp lực được B quán sát, ghi chép hàng ca sau khi dàn chống đã Hình 1. Sơ đồ bố trí các vị trí đo dịch động trên một di chuyển sang luồng mới và chống giữ ổn định. vì chống Sơ đồ bố trí trạm đo trong lò chợ cơ giới hóa Công tác quan trắc, đo đạc dịch động được bằng tổ hợp thiết bị máy khấu than MG132/320- thực hiện hàng ngày tại các trạm quan trắc nêu W và giàn chống ZQY -3600/12/28 được thể trên bao gồm đo chiều cao từ nóc lò đến nền lò hiện trên hình 5. (h), chiều rộng nền lò (B) và chiều rộng nóc lò (b). Sơ đồ bố trí các trạm đo dịch động xem hình 2. Trên cơ sở số liệu đo đạc thực tế, các giá trị h, b, k được tính toán trung bình cộng, từ đó tính diện tích tiết diện lò tương ứng từng thời điểm đo, so sánh với tiết diện ban đầu sẽ xác định được tương đối mức độ biến dạng đường lò theo diện tích và theo thời gian. 71 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
  3. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Hình 4. Đồng hồ đo áp lực tức thời Hình 8. Biểu đồ dịch chuyển diện tích đường lò theo khoảng cách tới gương lò chợ Kết quả đo đạc dịch chuyển thể hiện trên hình 6, hình 7 cho thấy: Tốc độ dịch chuyển trên lò song song chân tăng dần khi khoảng cách từ vị trí đặt trạm đo đến gương lò chợ giảm dần, giá trị này tăng chậm khi gương lò cách xa trạm đo > 25m và tăng rất nhanh khi khoảng cách đến gương lò chợ giảm còn từ 0  10m. Giá trị dịch động lớn nhất theo chiều cao và chiều rộng lò song song chân chợ TT-6-1 khu vực lò chợ cơ giới hóa lần lượt là 40 và 35 mm. Các giá trị này về cơ bản không gây khó khăn Hình 5. Sơ đồ bố trí trạm đo trong lò chợ cho quá trình thông gió, vận chuyển thiết bị, vật liệu cũng như vật tải than trong thời gian khai 4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM thác lò chợ. Kết quả đo đạc áp lực mỏ tác động lên vì Kết quả đo dịch chuyển tại lò song song chống lò chuẩn bị bằng đồng hồ tự ghi được thể chân khu vực lò chợ cơ giới hóa được thể hiện hiện trên hình 9. trên các hình 6, hình 7, hình 8. Hình 6. Biểu đồ dịch chuyển chiều cao đường lò theo Hình 9. Giá trị áp lực mỏ tại lò song song chân khoảng cách tới gương lò chợ Tương tự như công tác theo dõi, quan trắc áp lực mỏ trong lò chợ, việc theo dõi áp lực mỏ tại lò chuẩn bị được thực hiện hàng ca, từ thời điểm lò chợ bắt đầu hoạt động cho tới khi kết thúc quá trình khai thác thử nghiệm. Kết quả quan trắc áp lực mỏ cho thấy, áp lực khu vực gần ngã ba giữa lò song song chân và gương lò chợ nhỏ, trung bình khoảng 9 tấn/vì. Tại vị trí cách gương lò chợ từ 5÷7m áp lực tăng dần và đạt giá trị lớn nhất khoảng 17÷21 tấn, sau đó giảm dần khi càng cách xa gương khai thác. Các kết quả Hình 7. Biểu đồ dịch chuyển chiều rộng đường lò giá trị áp lực này vẫn nhỏ hơn giới hạn chống giữ theo khoảng cách tới gương lò chợ của vì chống các đường lò chuẩn bị. Phân tích chi tiết diễn biến phân bố áp lực mỏ lên dàn chống số 31 chỉ ra rằng, tải trọng đất đá tác động lên dàn chống tăng dần theo tiến độ của gương khai thác từ 150 tấn/dàn tại thượng khởi điểm (ngày 18/12) lên lớn nhất tới 240 tấn/dàn (ngày 23/12, khi lò chợ đã khai thác ra khỏi thân thượng khởi điểm) với chiều dài theo phương đã khai thác là 9,5m, sau đó áp lực tác động lên dàn giảm xuống còn 148 tấn, sau đó duy trì và gia tăng nhẹ khoảng 153 tấn/dàn vào ngày * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 72
  4. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH hôm sau (25/12). Qua đo có thể nhận định, khi áp lực mỏ tác động lên dàn chống ở giá trị 240 tấn/dàn chính là thời điểm vách trực tiếp đã đạt đến chiều dài của bước gãy ban đầu. Giá trị này nhỏ hơn tính toán (khoảng 11÷12m), nguyên nhân là do sau khi lắp đặt toàn bộ dàn chống và các thiết bị trong lò chợ, để tạo thuận lợi cho sự sập đổ ban đầu của đá vách và tăng mức độ an Hình 12. Phân bố áp lực lên các dàn chống dọc tuyến toàn, phân xưởng đã tiến hành khoan một hàng lỗ gương lò chợ cuối chu kì sập đổ đá vách mìn phía đuôi dàn để cắt sơ bộ đá vách. Kết quả Diễn biến áp lực mỏ tác động lên dàn diễn biến áp lực tác động lên dàn số 31 phù hợp chống trong quá trình khai thác thử nghiệm được với diễn biến sập đổ của đá vách phía sau luồng thống kê và phân tích theo hình 13. phá hỏa tính từ thượng khởi điểm đến vị trí đá vách sập đổ chèn kín khoảng không đã khai thác vào ngày 23/12 và diễn biến áp lực ổn định lên dàn từ ngày 24÷25/12. Hình 10 trình bày diến biến tải trọng tác dụng lên dàn chống số 31 từ thượng khởi điểm đến vị trí 15,2m khai thác theo phương (ngày 25/12). Sau thời điểm vách trực tiếp gãy, áp lực mỏ phân bố dọc theo hướng dốc lò chợ phân bố đồng đều hơn và dao động từ 147165 tấn/dàn. Giá trị này thấp hơn khả năng chống giữ của dàn chống ZQY -3600/12/28 (360 tấn/dàn), lò chợ Kết quả đo đạc áp lực mỏ tác động lên dàn hoạt động ổn định, cột chống và các chi tiết thủy chống lò chợ trong quá trình áp dụng thử nghiệm lực của dàn không bị rò rỉ dung dịch, đảm bảo cho thấy: Sau khi lắp đặt xong dàn chống trong lò yêu cầu chống giữ. Hình 11, hình 12 mô tả sự chợ và tiến hành khai thác, áp lực tác dụng lên phân bố áp lực lên các dàn chống dọc tuyến dàn chống tăng dần. Điều này là do trong quá gương lò chợ ở đầu chu kì sập đổ đá vách và cuối trình khai thác, sau khi di chuyển dàn sang luồng chu kì sập đổ đá vách. mới, đá vách bắt đầu lộ trần theo phương, mỏi và tỳ lên nóc dàn, theo phương khai thác càng dài, khoảng cách lộ trần càng lớn dẫn đến áp lực mỏ tác động lên các dàn chống cũng gia tăng dần mặc dù không đều nhưng tỷ lệ thuận với chiều dài theo phương khai thác được của lò chợ. 4. KẾT LUẬN Trên cơ sở đo đạc, quan trắc và phân tích thực nghiệm, bài báo đã đánh giá được mức độ Hình 10. Biểu đồ áp lực mỏ tác động lên dàn chống số biến dang theo chiều rộng, chiều cao và diện tích 31 theo phương của đá vách trên đường lò song song chân khu vực lò chợ cơ giới hóa. Tốc độ dịch chuyển mạnh nhất ở khoảng cách từ 0 -10 m đến gương lò chợ khai thác, giá trị này tăng chậm khi gương lò cách xa trạm đo đặt tại các đường lò song song khi lớn hơn 25m. Giá trị áp lực mỏ đo được tại lò chuẩn bị, lò chợ tại các vị trí cách gương lò chợ từ 5÷7m Hình 11. Phân bố áp lực lên các dàn chống dọc tuyến áp lực tăng dần và đạt giá trị lớn nhất khoảng gương lò chợ đầu chu kì sập đổ đá vách 17÷21 tấn, sau đó giảm dần khi càng cách xa gương khai thác. Giá trị áp lực này đều nhỏ hơn giới hạn chống giữ của vì chống các đường lò chuẩn bị. 73 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
  5. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Giá trị áp lực mỏ trên các vì chống lò chợ [4]. Wang Lujun, Zhu Weibing, Xu Jialin, et al cơ giới hóa ở thời điểm lớn nhất là 240 tấn / dàn. (2013), “Study on mine strata pressure Giá trị này nhỏ hơn khả năng chống giữ của dàn behavior law of coal mining face in ultra seam chống ZQY -3600/12/28 (360 tấn/dàn), do vậy lò with shallow depth,” Coal Science and chợ hoạt động ổn định. Technology, Vol. 41, pp.3-8 Các giá trị phân tích về dịch chuyển và [5]. Pham Duc Thang, Hoang Hung Thang, Le áp lực mỏ trong khu vực lò chợ cơ giới hóa khai Quang Phuc (2019), “Technological solutions for thác vỉa dày trung bình dốc thoải và nghiêng tại intensive working of medium thick inclined coal Công ty than Quang Hanh về cơ bản phù hợp với seams in difficult conditions in the mines of the những nghiên cứu lý thuyết và các giả thuyết quang ninh coal basin,” Sustainable development trước đó. of mountain territories, Vol.11, pp.105-110 [6]. Đào Hồng Quảng, Lê Đức Nguyên, Đinh Văn TÀI LIỆU THAM KHẢO Cường (2015), “Đánh giá kết quả triển khai áp [1]. Chen Chong, Yao Enguang, Zhang Zhe dụng cơ giới hóa khai thác than hầm lò và một số (2013), “Actual measurement and định huwngs phát triển trong thời gian tới,” Hội analysis on behavior rule of pressure of fully- Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, Hà Nội. mechanized working face in [7]. Đào Tuấn Anh (2019), “Nghiên cứu hoàn thin coal seam,” Zhongzhou Coal, Vol. 1, pp. 4-7 thiện công nghệ khai thác lò chợ cơ giới hóa bằng [2]. Terentev B.D, Melnik V.V (2016), giàn chống ZQY -3600/12/28 với máy khấu than “Geomechanical substantiation of underground MG132/320-W tại Công ty than Quang Hanh,” mining works,” Moscow, p.258 Luận văn Thạc sĩ Kĩ thuật. [3]. G. Symanovych and K. Ganushevych (2010), “New techniques and technologies in Mining,” Taylor & Francis, London. * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 74
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học