BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT

NÔNG VIỆT HÙNG

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG
NGHỆ KHAI THÁC LÒ CHỢ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ HẠ
TRẦN THAN Ở VỈA DÀY, DỐC THOẢI VÀ NGHIÊNG TẠI
CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT

NÔNG VIỆT HÙNG

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG
NGHỆ KHAI THÁC LÒ CHỢ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ HẠ
TRẦN THAN Ở VỈA DÀY, DỐC THOẢI VÀ NGHIÊNG TẠI
CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH
Ngành: Khai thác mỏ
Mã số: 9520603

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Đặng Vũ Chí
2. PGS. TS. Phùng Mạnh Đắc

THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ Ở CÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI VÀ
NGHIÊNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI .......................................................4
1.1. Kinh nghiệm khai thác vỉa dày, dốc thoải và nghiêng trong nước ...........................4
1.2. Kinh nghiệm khai thác vỉa dày, thoải đến nghiêng trên thế giới............................17
1.3. Các kết quả nghiên cứu của một số tác giả trong và ngoài nước về vấn đề khai
thác lò chợ sử dụng thiết bị cơ giới hóa cho vỉa dày, dốc thoải đến nghiêng ...............27
1.4. Kết luận...................................................................................................................28
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT - KỸ
THUẬT MỎ ĐẾN QUÁ TRÌNH THU HỒI THAN NÓC ...........................................29
2.1. Quy luật dịch chuyển của than nóc.........................................................................29
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thu hồi than nóc ............................................31
2.3. Kết luận...................................................................................................................47
CHƯƠNG 3. HOÀN THIỆN MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LÒ
CHỢ SỬ DỤNG THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ HẠ TRẦN THAN Ở VỈA
DÀY, THOẢI VÀ NGHIÊNG VÙNG QUẢNG NINH ...............................................49
3.1. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu ........................................................................49
3.2. Xây dựng mô hình và tiến hành thí nghiệm mô phỏng ..........................................55
3.3. Phân tích, đánh giá kết quả trên mô hình ...............................................................56
3.4. Kết luận...................................................................................................................78
CHƯƠNG 4. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LÒ CHỢ SỬ
DỤNG THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ HẠ TRẦN THAN Ở VỈA DÀY,
THOẢI VÀ NGHIÊNG TẠI MỘT ĐIỀU KIỆN CỤ THỂ...........................................79
4.1. Lựa chọn khu vực áp dụng thử nghiệm ..................................................................79
4.2. Các giải pháp kỹ thuật, công nghệ khu vực nghiên cứu .........................................80
4.3. Hoàn thiện thông số công nghệ khai thác lò chợ cơ giới hóa đồng bộ hạ trần thu
hồi than nóc tại vỉa 7 mỏ than Hà Lầm .........................................................................82
4.4. Kết luận...................................................................................................................98
KẾT LUẬN CHUNG- KIẾN NGHỊ .............................................................................99
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ
CÔNG BỐ ...................................................................................................................101

4

KNM

Khoan nổ mìn

5

NSLĐ

Năng suất lao động

6

SLKT

Sản lượng khai thác

7

KTKT

Kinh tế kỹ thuật

8

CGH

Cơ giới hóa


Bảng 1.4. Bảng tổng hợp kết quả áp dụng CGH hạ trần than nóc sử dụng giàn tự hành loại 1
máng cào ..................................................................................................................................... 9
Bảng 1.5. Tổng hợp kết quả khai thác lò chợ CGH tại vỉa 11, Công ty than Hà Lầm [14] ..... 14
Bảng 1.6. Tổng hợp kết quả khai thác lò chợ CGH tại vỉa 7, Công ty than Hà Lầm [14] ....... 16
Bảng 1.7. Tổng hợp một số mỏ than áp dụng sơ đồ công nghệ khai thác hạ trần thu hồi than
nócở Trung Quốc [5] ................................................................................................................ 24
Bảng 1.8. Khai thác áp dụng một số HTKT các vỉa dày tới 7 m .............................................. 25
Bảng 1.9. Khai thác áp dụng một số HTKT các vỉa dày trên 7 m ............................................ 26
Bảng 3.1. Sự sai khác (%) sau khi phân tích với đường hầm trong môi trường đàn hồi-dẻo
không có dãn nở thể tích ( = 0º) ............................................................................................. 54
Bảng 3.2. Các tham số địa chất đầu vào cho phân tích ............................................................ 55
Bảng 3.3. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = r = 0,63m ................... 57
Bảng 3.4. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = 2r = 1,26m .................. 59
Bảng 3.5. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = 3r = 1,89m .................. 60
Bảng 3.6. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = r = 0,63m .................... 61
Bảng 3.7. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = 2r = 1,26m ................. 62
Bảng 3.8. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = 3r = 1,89m .................. 63
Bảng 3.9. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = r = 0,63m .................... 64
Bảng 3.10. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = 2r = 1,26m ................ 65
Bảng 3.11. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi bước hạ trần rth = 3r = 1,89m ................ 65
Bảng 3.12. Bảng tổng hợp kết quả thu hồi than hạ trần ........................................................... 67
Bảng 3.13. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:3 ........................ 69
Bảng 3.14. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:2,5 ..................... 70
Bảng 3.15. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:2,1 ..................... 70
Bảng 3.16. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:5 ........................ 72
Bảng 3.17. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:4,3 ..................... 73
Bảng 3.18. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:3,7 ..................... 73
Bảng 3.19. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:7 ........................ 75
Bảng 3.20. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:6,1 ..................... 75
Bảng 3.21. Bảng thống kê tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần là 1:5,2 ..................... 76

Hình 1.5. Đồng bộ thiết bị cơ giới hóa tại mỏ Hà Lầm ............................................................ 14
Hình 1.6. Khai thác vỉa dày thoải và nghiêng với việc lưu than vào không gian khai thác và
thu hồi khi khai thác lớp dưới ................................................................................................... 18
Hình 1.7. Khai thác vỉa dày thoải với việc làm yếu lớp trên bằng khoan nổ mìn .................... 19
Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày bằng tổ hợp cơ giới ........................................... 19
Hình 1.9. Sơ đồ công nghệ khai thác vỉa dày bằng tổ hợp cơ giới KM-130V với lưới liên kết
.................................................................................................................................................. 20
Hình 1.10. Sơ đồ công nghệ khai thác hạ trần thu hồi than nóc ............................................... 22
Hình 1.11. Sơ đồ công nghệ khai thác hạ trần thu hồi than nóc dùng 1 máng cào .................. 22
Hình 1.12. Tổ hợp giàn chống tháo than hạ trần lên máng cào sau (tổ hợp giàn chống sử dụng
2 máng cào) .............................................................................................................................. 23
Hình 1.13. Sơ đồ công nghệ “Valenje” khai thác vỉa dày thoải và nghiêng tại Séc ................. 24
Hình 2.1. Sự phân bố áp lực tựa trước sau lò chợ khai thác ..................................................... 29
Hình 2.2. Phân bố biến dạng than nóc ...................................................................................... 30
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý tác dụng tương hỗ giữa than sập đổ và đất đá khi tháo lên máng
cào............................................................................................................................................. 32
Hình 2.4. Trạng thái gương lò khi lớp than hạ trần mỏng ........................................................ 34
Hình 2.5. Trạng thái gương lò khi lớp than hạ trần dày .......................................................... 34
Hình 2.6. Kết cấu sập đổ hình thức bán vòm của than nóc ...................................................... 35
Hình 2.7. Tổn thất than và bước hạ trần than ........................................................................... 36
Hình 2.8. Gương khấu lò chợ hạ trần khi nghiêng gương trần than về phía nguyên khối ....... 37
Hình 2.9. Gương khấu lò chợ hạ trần khi nghiêng gương trần than về phía phá hoả ............... 37
Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý thu hồi than với góc nghiêng mặt trượt về phía trước ................. 38
Hình 2.11. Ảnh hưởng của góc nghiêng trần than về phía trước đến mức độ tổn thất than, khi
bước hạ trần bằng 3 lần chiều rộng tang khấu .......................................................................... 38
Hình 2.12. Ảnh hưởng của góc nghiêng trần than về phía trước đến mức độ tổn thất than khi
bước hạ trần bằng bước khấu.................................................................................................... 39
Hình 2.13. Sơ đồ khai thác vỉa nghiêng theo hướng dốc xuống............................................... 41
Hình 2.14. Sơ đồ khai thác theo hướng dốc lên khi khai thác vỉa nghiêng .............................. 41
Hình 2.15. Sơ đồ khai thác vỉa dày thoải và nghiêng theo phương .......................................... 41

vỉa dày 15m .............................................................................................................................. 74
Hình 3.15. Đồ thị biểu thị tỷ lệ thu hồi than nóc khi tỷ lệ khấu-hạ trần thay đổi với điều kiện
vỉa dày 20m .............................................................................................................................. 77
Hình 3.16. Mối quan hệ giữa tỷ lệ khấu-hạ trần và thu hồi than nóc ....................................... 77
Hình 4.1. Sơ đồ lò chợ khu vực nghiên cứu ............................................................................. 79
Hình 4.2. Biểu đồ sản lượng khai thác khi áp dụng bước thu hồi rth = r = 0,63m ................... 85
Hình 4.3. Biểu đồ sản lượng khai thác khi áp dụng bước thu hồi rth = 2r = 1,26m .................. 86
Hình 4.4. Biểu đồ sản lượng khai thác khi áp dụng bước thu hồi rth = 3r = 1,89m .................. 87
Hình 4.5. Biểu đồ biểu thị mối tương quan giữa sản lượng khai thác lò chợ khi thay đổi bước
thu hồi than hạ trần khác nhau .................................................................................................. 88
Hình 4.6. Biểu đồ biểu thị mối tương quan giữa tỷ lệ thu hồi, tổn thất tương ứng với bước thu


viii
hồi than hạ trần ......................................................................................................................... 89
Hình 4.7. Biểu đồ sản lượng khai thác khi áp dụng tỷ lệ khấu-hạ trần 1:6,95 (chiều cao khấu
2,5m) ......................................................................................................................................... 92
Hình 4.8. Biểu đồ sản lượng khai thác khi áp dụng tỷ lệ khấu-hạ trần 1:5,68 (chiều cao khấu
2,8m) ......................................................................................................................................... 93
Hình 4.9. Biểu đồ sản lượng khai thác khi áp dụng tỷ lệ khấu-hạ trần 1:4,84 (chiều cao khấu
3,2m) ......................................................................................................................................... 94
Hình 4.10. Biểu đồ biểu thị mối tương quan giữa sản lượng khai thác lò chợ khi thay đổi tỷ lệ
khấu-hạ trần .............................................................................................................................. 95
Hình 4.11. Biểu đồ biểu thị mối tương quan giữa tỷ lệ thu hồi, tổn thất tương ứng với tỷ lệ
khấu-hạ trần .............................................................................................................................. 96


1

MỞ ĐẦU

Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ hợp lý đối với lò chợ cơ giới hoá
đồng bộ hạ trần thu hồi than ở vỉa dày thoải và nghiêng tại các mỏ hầm lò vùng Quảng
Ninh nhằm nâng cao mức độ an toàn lao động và hiệu quả khai thác.


2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là thông số công nghệ trong lò chợ cơ giới hóa đồng bộ,
hạ trần thu hồi than nóc (chiều cao lớp than hạ trần, bước thu hồi than hạ trần).
- Phạm vi nghiên cứu là các vỉa than dày, dốc thoải và nghiêng nhỏ hơn 350
thuộc các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về kinh nghiệm khai tháclò chợ sử dụng thiết bị cơ giới hóa đồng
bộở các vỉa than dày, dốc thoải và nghiêngtrong nước và trên thế giới.
- Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố địa chất – kỹ thuật mỏ đến quá trình
thu hồi than nóc.
- Hoàn thiện một số thông số công nghệ khai thác lò chợ sử dụng thiết bị cơ
giới hóa đồng bộ hạ trần thu hồi than nóc ở các vỉa than dày, dốc thoải và nghiêng
vùng Quảng Ninh.
- Xác định thông số công nghệ khai thác lò chợ sử dụng thiết bị cơ giới hóa
đồng bộ hạ trần than ở vỉa dày, dốc thoải và nghiêng tại một điều kiện cụ thể.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết về các vấn đề như: áp lực mỏ, quá trình
dịch chuyển của trần than và đá vách, sự ảnh hưởng của các yếu tố địa chất - kỹ thuật
mỏ đến quá trình thu hồi than nóc.
- Phương pháp nghiên cứu tại thực tế hiện trường như: Khảo sát, đo đạc, thu
thập các số liệu địa chất, kỹ thuật, quan sát quá trình khai thác tại lò chợ sử dụng thiết
bị cơ giới hóa ở mỏ than Hà Lầm.
- Phương pháp thống kê, tổng hợp, phân tích và so sánh kết quả nghiên cứu và

các hội nghị khoa học.
10. Khối lượng và kết cấu của luận án
Nội dung của luận án được trình bày trong 105 trang đánh máy khổ A4
210x217mm với 43 bảng biểu, 61 hình vẽ và biểu đồ.
Luận án được kết cấu gồm: phần mở đầu, 4 chương và phần kết luận - kiến nghị.
Luận án được hoàn thành tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn
khoa học của PGS.TS Đặng Vũ Chí, PGS.TS Phùng Mạnh Đắc, Bộ môn khai thác
Hầm lò, Hội khoa học và Công nghệ mỏ Việt Nam.
11. Lời cảm ơn
Tác giả luận án xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô trong Ban
giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Khoa Mỏ, Bộ môn Khai thác Hầm lò, Trường
Đại học Mỏ - Địa chất, đặc biệt là PGS.TS Đặng Vũ Chí, PGS.TS Phùng Mạnh Đắc,
những người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ NCS trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tác giả luận án cũng đã nhận được nhiều đóng góp quý báu, sự ủng hộ, giúp đỡ
và xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp, ban lãnh
đạo Viện KHCN mỏ-Vinaco min cơ quan NCS công tác, Hội Khoa học và Công nghệ
Mỏ Việt Nam, lãnh đạo và tập thể các đơn vị trực thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam, đặc biệt là Mỏ than Hà Lầm đã tạo điều kiện giúp đỡ NCS có
thực nghiệm hoàn chỉnh kiểm chứng Luận án nghiên cứu đưa vào thực tế sản xuất.


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KINH NGHIỆM KHAI THÁC LÒ CHỢ SỬ DỤNG
THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA ĐỒNG BỘ Ở CÁC VỈA THAN DÀY, DỐC THOẢI
VÀ NGHIÊNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1. KINH NGHIỆM KHAI THÁC VỈA DÀY, DỐC THOẢI VÀ NGHIÊNG TRONG
NƯỚC
Căn cứ Quy phạm kỹ thuật khai thác hầm lò than và diệp thạch 18-TCN-52006, theo đặc điểm chiều dày và góc dốc, các vỉa than được phân chia theo từng
nhóm như sau [4]:
- Theo chiều dày: vỉa rất mỏng (0,7m); vỉa mỏng (0,71 ÷ 1,20m); vỉa trung

2

Nam Mẫu

43.543

22.921

52,6

3

Uông Bí

38.741

0

0,0

4

Vàng Danh

43.666

26.967

61,8


8

Quang Hanh

25.157

2.786

11,1

9

Thống Nhất

37.422

17.679

47,2

10

Hạ Long

94.666

64.834

68,5


94.666

100.000
90.000
80.000

74.909

72.935

70.000

64.834

64.474
59.076

60.000

50.973
49.364

50.000

51.777

43.666

43.543
38.741


Nam
Mẫu

Uông Bí

Vàng
Danh

Hà Lầm Núi Béo Dương
Huy

Trữ lượng toàn mỏ, 1000 tấn

Quang
Hanh

Thống
Nhất

Hạ Long

Khe
Chàm

Mông
Dương

Vỉa dày, dốc thoải đến nghiêng, 1000 tấn


ty than Nam Mẫu từ năm 2010; công nghệ cơ giới hóa đồng bộ sử dụng máy khấu với
giàn chống có kết cấu thu hồi 02 máng cào được triển khai tại Công ty than Hà Lầm từ
năm 2015 đến nay. Chi tiết kết quả áp dụng đạt được các công nghệ như sau:
1.1.1. Kinh nghiệm áp dụng Công nghệ CGH đồng bộ, lò chợ sử dụng máy khấu
kết hợp với giàn chống có kết cấu thu hồi 01 máng cào [4].
a. Khái quát quá trình triển khai áp dụng
Công nghệ CGH đồng bộ hạ trần thu hồi than nóc đã được triển khai tại lò chợ
II-8-2 khu giếng Vàng Danh từ tháng 01/2008 ÷ 12/2013 theo hai giai đoạn, trong đó:
- Giai đoạn I (từ ngày 01/12/2007÷ 27/3/2008): thực hiện có tính chất thử
nghiệm nhằm mục tiêu khẳng định khả năng làm việc và sự phù hợp của giàn chống
cơ giới hóa với điều kiện địa chất mỏ Vàng Danh, lò chợ có chiều dài 45m, chiều dài
theo phương khu khai thác 30m. Trong giai đoạn I, lò chợ lắp đặt tổng cộng 30 giàn
chống tự hành Vinaalta do Công ty Cổ phần Chế tạo máy phối hợp với Công ty ALTA
của Cộng hoà Séc sản xuất tại Việt Nam và sử dụng máy khấu MG-200W1, máng cào
SGB-620/110x2 sản xuất tại Trung Quốc cùng các thiết bị đi kèm được tiếp nhận từ
Công ty than Khe Chàm.Sản lượng khai thác được của giai đoạn I là 21.341 tấn với
một số thông số công nghệ chính như chiều cao khấu gương 2,5m, chiều dày lớp than
hạ trần trung bình 5,0m và bước thu hồi than hạ trần là 0,63m.
- Giai đoạn II (từ 16/6/2008 - 12/2013) lò chợ được triển khai đồng bộ với chiều
dài 120m, theo đó lò chợ được lắp thêm 50 giàn chống, nâng tổng số giàn chống trong
lò chợ là 80 giàn và các đồng bộ thiết bị của lò chợ được nhập khẩu từ Cộng hoà Séc
gồm: máy khấu MB-450E, máng cào DSS-260/2x90, máy chuyển tải DSS-190, máy
nghiền, ...v.v. Một số thông số công nghệ chính giai đoạn này là: chiều cao khấu gương
2,8m, chiều dày lớp than hạ trần trung bình 4,7m và bước thu hồi than hạ trần là 0,8m.
Do điều kiện địa kỹ thuật mỏ biến động phức tạp, trang thiết bị chưa đồng bộ,
chất lượng thiết bị chưa hoàn chỉnh. Quá trình khai thácgiai đoạn 2 xảy ra một số sự cố
làm gián đoạn sản xuất với thời gian dừng lớn, nguyên như điều kiện trụ vách trong lò
chợ biến động khi vỉa thu hẹp lại khấu đá răng cắt máy khấu không cắt được phải khấu
căn tẩy nổ mìn;thiết bị máy khấu bị hỏng phải khấu thủ công từ 12/5/2011 - 3/6/2011,
sau đó phải dừng lò chợ để sửa chữa thiết bị, thay thế các vật tư thiết bị hư hỏng; thời


(sản lượng
tính theo
giai đoạn I 21.341 tấn)

Tháng 5

2009

2010

8.361

22.342

16.343

10.767

14.885

18.828

17.226

6.746

12.272

9.606


18.941

11.716

10.915

2.471

Tháng 10

24.640

20.031

15.721

3.331

Tháng 11

17.391

18.740

11.141

Tháng 12

18.352

Tổng sản lượng than khai thác giai đoạn II: 458.939 (tấn)


8

Từ kinh nghiệm tại Công ty than Vàng Danh, tháng 8/2010công nghệ cơ giới
hóa sử dụng giàn thu hồi 01 máng cào tiếp tục được triển khai tại Công ty than Nam
Mẫuvới một số thông số công nghệ chính như chiều cao khấu gương 2,8m, chiều dày
lớp than hạ trần trung bình 3,9m và bước thu hồi than hạ trần là 0,8m.. Tính đến thời
điểm tạm dừng khai thác chuyển thiết bị ra ngoài mặt bằng để trung tu bảo dưỡng
(tháng 6/2015), công nghệ cơ giới hóa khai thác tại Công ty than Nam Mẫu đã triển
khai được 59 tháng, trong đó 49 tháng lò chợ hoạt động, 10 tháng lò chợ chuyển diện
và tháo chuyển thiết bị. Công nghệ đã được triển khai tại 04 lò chợ (03 lò chợ tại vỉa 6
và 01 lò chợ tại vỉa 5), tổng sản lượng khai thác được là 665.336 tấn. Chi tiết sản
lượng theo các tháng xem bảng sau.
Bảng 1.3. Tổng hợp sản lượng khai thác của lò chợ CGH tại mỏ Nam Mẫu
Sản lượng khai thác (tấn)

Năm
Tháng

Tổng cộng
2010

2011

2012

2013


17.891

11.381

24.498

13.389

7.544

74.703

Tháng 4

22.825

9.005

36.500

16.322

4.244

88.896

Tháng 5

24.480


7.194

41.474

Tháng 8

9.107

9.140

5.307

20.320

1.274

45.148

Tháng 9

7.001

7.804

5.596

19.032

2.582


Tháng 12

28.150

6.075

371

5.068

26.273

65.937

Tổng cộng

74.650 171.588

NSLĐ

9,0

8,7

64.114
3,2

204.201 124.462
11,3



Trung bình

2.471 ÷ 24.640

1.274 ÷ 36.500

1.274 ÷ 36.500

12.139

11.874

11.982

Công suất lò chợ (tấn/năm)

Năng suất lao động (tấn/công)
1000T

64.114 ÷
204.201

128.596 ÷ 163.476 64.114 ÷ 204.201
145.673

142.486

3,6 ÷ 10,8



2011

2013

2014

2015

Trung bình

2012

(Ghi chú: Giá trị trung bình không tính năm 2011, 2012 tại Vàng Danh và không tính
năm 2010, 2015 tại Nam Mẫu do không khác thác hết năm)

Hình 1.3. Biểu đồ sản lượng khai thác của lò chợ CGH hạ trần
Tỷ lệ tổn thất tại các lò chợ cơ giới hóa hạ trần sử dụng giàn thu hồi 01 máng
cào tại Công ty than Vàng Danh từ 15 ÷ 20%, tại Công ty than Nam Mẫu là 22,3 
31,9%, tương ứng với tỷ lệ thu hồi than từ 68,1÷ 85,0, trung bình 76,6%. Giá trị này
tương đương với tỷ lệ thu hồi của các lò chợ giá khung, giá xích hạ trần trong cùng
điều kiện.
Về năng suất lao động, lò chợ CGH cao gấp cao gấp 1,5 lần so với lò chợ giá
khung, giá xích trong cùng điều kiện đã chứng minh khả năng giải quyết vấn đề nhân
lực của công nghệ cơ giới hóa. Phân tích các yếu tố tham gia trong giá thành khai thác


10

800

134

04
266,8

300

18

15

200

03
02

172

291

100

tấn/công

x1000đ

cho thấy mặc dù lò chợ cơ giới hóa có chi phí tiền lương và chi phí bảo hiểm thấp hơn
so với lò chợ giá khung, nhưng tổng thể giá thành phân xưởng khai thác một tấn than
vẫn cao gấp 2,6 lần (703.568 đồng/266.806 đồng). Tuy nhiên, công suất lò chợ trung
bình đạt thấp, từ 142.000 ÷ 145.000 tấn/năm (khoảng 32% so với thiết kế 450.000

Các nguyên nhân xuất phát từ điều kiện địa chất ảnh hưởng đến hiệu quả khai
thác cơ giới hóa tại các công ty than Vàng Danh và Nam Mẫu gồm các yếu tố: góc dốc
vỉa lớn, đá kẹp duy trì có độ kiên cố lớn hơn khả năng cắt của máy khấu phải nổ, đá trụ
nổi cục bộ, đá vách cứng với bước sập đổ lớn gây lở gương tụt nóc, ... Chi tiết ảnh
hưởng của từng yếu tố như sau:
- Do yếu tố góc dốc vỉa:trong quá trình khai thác lò chợ CGH tại Công ty than
Nam Mẫu đã nhiều lần gặp sự cố trôi trượt giàn chống, máy khấu vận hành khó khăn
và cắt liên động điều khiển làm gián đoạn sản xuất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả
sản xuất.
- Do đá kẹp:Tại mỏ Vàng Danhtrong quá trình khai thác lò chợ II-8-2 khu
giếng, dọc gương lò chợ luôn duy trì và tồn tại từ 1  3 lớp đá kẹp bột kết phân lớp dày
từ 0,4  0,8 mcứng hơn khả năng cắt của máy khấu. Để xử lý trong những trường hợp


11

này mỏ đã phải khấu gương bằng khoan nổ mìn làm giảm tốc độ khai thác. Đá kẹp sau
nổ mìn thường gây sự cố quá tải, hỏng hóc máng cào, cầu chuyển tải và máy nghiền
gây ách tắc sản xuất. Ngoài ra, việc nổ mìn đá kẹp thường xuyên cũng gây hỏng hỏng
các linh kiện thủy lực của giàn chống, máy khấu và làm rơ, rão máng cào lò chợ.
- Do biến động đá vách, đá trụ vỉa than:Trong suốt thời gian từ tháng 3 
9/2009 tại lò chợ CGH mỏ Vàng Danh liên tục phải xử lý hiện tượng đá trụ nổilên mặt
gương từ 0,3 ÷ 0,5m, lớn nhất lên tới 2,6m (cao hết mặt gương khai thác) bằng khoan
nổ mìn gây ảnh hưởng đến thiết bị và làm gián đoạn, ách tắc sản xuất. Đối với lò chợ
cơ giới hóa của Công ty than Nam Mẫu trong suốt giai đoạn từ 2014 ÷ 2015cũng phải
nhiều lần xử lý hiện tượng trụ nổi bằng khoan nổ mìn gây ra các sự cố hỏng hóc thiết
bị, đặc biệt là máy khấu và hệ thống thiết bị vận tải lò chợ như máng cào, cầu chuyển
tải, máy nghiền và gây ách tắc sản xuất tương tự tại Công ty than Vàng Danh. Ngoài
các vấn đề về đá trụ, tại mỏ Nam Mẫu, do đá vách trực tiếp cứng vững sập đổ với bước
gãy lớn đã làm gia tăng áp lực mỏ gây ra hiện tượng lở gương tụt nóc phải xử lý làm

70.000 tấn. Ngoài ra, để tăng trữ lượng huy động lò chợ, mỏ đã đã tổ chức khấu tràn
qua trụ than giữa lò song song chân mức +160 với lò vận tải +155. Quá trình khai thác
tại khu vực này mất nhiều thời gian, ảnh hướng lớn đến tiến độ khấu gương lò chợ cơ
giới hóa, các sự cố thường xảy ra làm hư hỏng thiết bị ảnh hưởng đến cả quá trình khai
thác về sau.
- Do phải khấu vê lò chợ:Tại Công ty than Vàng Danh, lò chợ cơ giới hóa được
áp dụng tại vị trí đã được quy hoạch và chuẩn bị cho lò chợ khai thác thủ công, các
đường lò dọc vỉa đã được đào bám trụ và tạo thành 2 góc quay lớn từ 35  70º. Do đó,
trong quá trình khai thác lò chợ cơ giới hóa phải khấu vê nhiều dẫn đến làm giảm năng
suất của máy khấu và gây ra các sự cố gãy chốt liên kết máng cào, đứt xích máng cào,
... Đây là một nguyên nhân không nhỏ dẫn đến lò chợ cơ giới hóa tại Vàng Danh chưa
thành công.
- Hạn chế về quy mô trữ lượng lò chợ:Tại Công ty than Nam Mẫu, trữ lượng
các lò chợ cơ giới hóa (từ 77.360 - 385.000 tấn) đều nhỏ hơn so với công suất thiết kế
(450.000 tấn/năm), dẫn đến hầu như hàng năm lò chợ đều phải chuyển diện (thời gian
chi phí cho một lần chuyển từ 2 ÷ 3 tháng), làm giảm thời gian khai thác liên tục của
thiết bị và giảm sản lượng chung của công nghệ.
- Vấn đề liên quan đến thiết bị:Các thiết bị lò chợ cơ giới hóa tại Công ty than
Vàng Danh, Nam Mẫu được nhập khẩu từ Cộng Hòa Séc, trong nước chưa sản xuất
được các linh kiện đặc chủng của thiết bị (máy khấu, máy nghiền, cầu chuyển tải), nên
khi hỏng hóc phải chờ đợi nhập khẩu, lò chợ phải dừng sản xuất trong thời gian dài,
làm giảm sản lượng năm của công nghệ và nảy sinh các sự cố mang tính dây chuyền.
- Vấn đề liên quan đến năng lực của các công tác phụ trợ: Vấn đề này ảnh
hưởng ở cả hai công ty. Do dự án xây dựng mỏ không có lò chợ cơ giới hóa, nên các
công tác phụ trợ phục vụ khai thác từ vận tải than, vật liệu, tiết diện đường lò, ... được
xây dựng theo yêu cầu cần thông qua của lò chợ khấu gương bằng khoan nổ mìn với
sản lượng thông qua chỉ vài chục đến 100 tấn/h cho mỗi cánh, trong khi đó sản lượng
thông qua của lò chợ cơ giới hóa trong cùng một đơn vị thời gian lớn gấp vài lần, dẫn
đến thường xuyên xảy ra ách tắc sản xuất.
- Một số vấn đề khác:Một số vấn đề khác ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác lò

1.1.2. Công nghệ CGH đồng bộ, lò chợ sử dụng máy khấu kết hợp với giàn chống
thu hồi 02 máng cào
a. Khái quát quá trình triển khai áp dụng
* Dây chuyền 1: [14]
Mỏ than Hà Lầm được đơn vị Tư vấn (Viện Thiết kế Nam Kinh - Trung Quốc)
xây dựng theo mô hình mỏ hiện đại với sản lượng than cơ giới hóa hàng năm 1,8 triệu
tấn (01 lò chợ), sau được điều chỉnh thành 02 lò chợ (01 lò chợ công suất 0,6 triệu
tấn/năm và 01 lò chợ công suất 1,2 triệu tấn/năm), chiếm 75% tổng sản lượng toàn mỏ.
Trên cơ sở kinh nghiệm áp dụng công nghệ cơ giới hóa hạ trần thu hồi than nóc tại
Trung Quốc, đơn vị tư vấn đã lựa chọn đồng bộ thiết bị cơ giới hóa sử dụng giàn
chống thu hồi có kết cấu hai máng cào để áp dụng cho các lò chợ cơ giới hóa tại Công
ty than Hà Lầm.
Dây chuyền cơ giới hóa đầu tiên được triển khai lắp đặt tại lò chợ 11-1.14 vỉa
11.1 từ tháng 01  3/2015 dưới sự hướng dẫn của các chuyên gia Trung Quốc với công


14

suất thiết kế 600.000 tấn/năm. Đặc điểm điều kiện địa chấtvỉa than khu vực lò chợ như
sau: chiều dày vỉa trung bình 6,8m, góc dốc vỉa trung bình 19º, chiều dài lò chợ theo
hướng dốc 108m, theo phương 420m.Tổ hợp thiết bị gồm 67 giàn chống mã hiệu
ZF4400/16/28, 06 giàn chống ngã ba lò đầu, lò chân, mỗi vị trí 03 giàn, mã hiệu ZFG
4800/18/28 kết hợp máy khấu dẫn động thủy lực MG150/375 - W, 02 máng cào
SGZ630/264.Một số thông số công nghệ chính của lò chợ: chiều cao khấu gương
2,5m, chiều dày lớp than hạ trần trung bình 5,5m và bước thu hồi than hạ trần là 0,63m.

Hình 1.5. Đồng bộ thiết bị cơ giới hóa tại mỏ Hà Lầm
Sau khi kết thúc công tác chạy thử, hiệu chỉnh thiết bị, lò chợ chính thức vận
hành khai thác từ ngày 08/5/2015. Tính đến hết tháng 2/2017 đã khai thác được
1.055.747 tấn. Chi tiết thể hiện trong bảng 1.5.


2

4/1/2015

18.934

17,5

37,9

93.21

3

5/1/2015

36.000

17,7

72

94.23

4

6/1/2015

45.618


7

9/1/2015

35.842

14,9

71,7

90.83

8

10/1/2015

39.809

16,6

79,6

92.26

9

11/1/2015

23.022

95,6

89.67

12

2/1/2016

32.797

13,7

65,6

89.90

13

3/1/2016

68.255

28,4

136,5

90.23

14


162,7

90.43

17

7/1/2016

24.524

10,2

49,0

82,7

18

8/1/2016

12.578

5,2

25,2

65,2

19


149,1

88,9

22

12/1/2016

76.506

31,9

153,0

88,3

23

1/1/2017

65.491

27,3

131,0

88,9

24


trần trung bình 15,07m và bước thu hồi than hạ trần là 0,63m.
Sau khi kết thúc công tác chạy thử, hiệu chỉnh thiết bị, lò chợ chính thức vận
hành khai thác từ ngày 08/12/2016. Tính đến hết tháng 3/2017 đã khai thác được
129.360 tấn. Chi tiết thể hiện trong bảng 1.6.