Mining technology for exploiting deep open-pit mines in ...

of 11/11
Journal of Mining and Earth Sciences Vol. 61, Issue 5 (2020) 47 - 57 47 Mining technology for exploiting deep open-pit mines in Vietnam Tuoc Ngoc Do 1, * , Giao Si Ho 2 , Xuan Manh Tran 2 , Thanh Van Doan 1 , Nam Duy Bui 1 1 Institute of Mining Science and Technology - Vinacomin, Vietnam 2 Mining Science and Technology Association, Vietnam ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: Received 08 th Sept. 2020 Accepted 29 th Sept. 2020 Available online 10 th Oct. 2020 Vietnam's open-pit mines have been exploited deeper and deeper. At the end of exploitation, the bottom of the mine is 300÷400 m lower than the sea level. Mining in the deep layers will face a series of difficulties such as seasonal exploitation, high pit bank, large amount of water mud, limited field size, increasing intensity of exploitation on each layer and the whole shore, conditions. The microclimate changes in an unfavorable direction at the bottom of the mine, etc. On the basis of the analysis of the characteristics of the deep layers, experience in exploiting at home and abroad, the article proposes a number of mining technology solutions. Appropriate exploitation at deep open mines such as: Exploiting convex banks, using transport equipment operating on high slope, water mud treatment technology and deep digging seasonally for safe exploitation to ensure mine output, efficiency and maximum resource recovery. Copyright © 2020 Hanoi University of Mining and Geology. All rights reserved. Keywords: Deep open-pit mines, Mining technology, Vietnam. _____________________ * Corresponding author E - mail: [email protected] DOI: 10.46326/JMES.KTLT2020.04
  • date post

    16-Oct-2021
  • Category

    Documents

  • view

    1
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Mining technology for exploiting deep open-pit mines in ...

Journal of Mining and Earth Sciences Vol. 61, Issue 5 (2020) 47 - 57 47
Mining technology for exploiting deep open-pit mines in Vietnam
Tuoc Ngoc Do 1, *, Giao Si Ho 2, Xuan Manh Tran 2, Thanh Van Doan 1, Nam Duy Bui 1 1 Institute of Mining Science and Technology - Vinacomin, Vietnam 2 Mining Science and Technology Association, Vietnam
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Article history: Received 08th Sept. 2020 Accepted 29th Sept. 2020 Available online 10th Oct. 2020
Vietnam's open-pit mines have been exploited deeper and deeper. At the end of exploitation, the bottom of the mine is 300÷400 m lower than the sea level. Mining in the deep layers will face a series of difficulties such as seasonal exploitation, high pit bank, large amount of water mud, limited field size, increasing intensity of exploitation on each layer and the whole shore, conditions. The microclimate changes in an unfavorable direction at the bottom of the mine, etc. On the basis of the analysis of the characteristics of the deep layers, experience in exploiting at home and abroad, the article proposes a number of mining technology solutions. Appropriate exploitation at deep open mines such as: Exploiting convex banks, using transport equipment operating on high slope, water mud treatment technology and deep digging seasonally for safe exploitation to ensure mine output, efficiency and maximum resource recovery.
Copyright © 2020 Hanoi University of Mining and Geology. All rights reserved.
Keywords: Deep open-pit mines, Mining technology, Vietnam.
_____________________ *Corresponding author
E - mail: [email protected] DOI: 10.46326/JMES.KTLT2020.04
48 Tp chí Khoa hc K thut M - a cht Tp 61, K 5 (2020) 47 - 57
Công ngh khai thác cho các m l thiên sâu Vit Nam
Ngc Tc1,*, H S Giao2, Trn Mnh Xuân2, oàn Vn Thanh1, Bùi Duy Nam1
1 Vin Khoa hc Công ngh M - Vinacomin, Vit Nam 2 Hi Khoa hc công ngh M, Vit Nam
THÔNG TIN BÀI BÁO
TÓM TT
Quá trình: Nhn bài 08/9/2020 Chp nhn 29/9/2020 ng online 10/10/2020
Các m l thiên ca Vit Nam ngày càng khai thác xung sâu. Khi kt thúc khai thác, áy m thp hn mc nc bin t 300400 m. Khai thác ti các tng sâu s gp phi hàng lot khó khn nh: khai thác theo mùa, b m cao, lng bùn nc nhiu, kích thc khai trng hn ch, cng khai thác tng trên tng tng và toàn b, iu kin vi khí hu thay i theo hng bt li ti khu vc áy m.... Trên c s phân tích c im ti các tng sâu, kinh nghim khai thác trong và ngoài nc, bài báo xut mt s gii pháp công ngh khai thác phù hp ti các m l thiên sâu nh: khai thác b li, s dng thit b vn ti hot ng trên dc cao, công ngh x lý bùn nc và ào sâu theo mùa nhm khai thác an toàn m bo sn lng m, hiu qu và thu hi ti a tài nguyên.
© 2020 Trng i hc M - a cht. Tt c các quyn c bo m.
T khóa: Công ngh khai thác, M l thiên sâu, Vit Nam.
1. M u
Hin ti, khai thác l thiên (KTLT) ã, ang và s gi mt vai trò quan trng trong tng sn lng than, khoáng sn khai thác c ca TKV, chim khong 4045%. Do ó, các m u m rng quy mô khai thác, kích thc khai trng m rng (Bng 1); cung vn ti t á và than ngày càng tng, chiu cao nâng ti ngày càng ln; h s bóc ngày càng tng. Trong khi ó iu kin khai thác các m ngày càng tr lên phc tp, khi xung sâu iu kin a cht thy vn - a cht công trình có nhiu thay i bt li cho quá trình khai thác.
TT Tên m
Chiu cao b m, m
1 èo Nai 3370 1620 -225 497 2 Cc Sáu 2220 1680 -300 615 3 Cao Sn 3220 2350 -325 695 4 èo Nai - Cc Sáu 2200 1900 -350 715 5 Tây Nam á Mài 1277 850 -300 360 6 Hà Tu 2585 1315 -250 420 7 Na Dng 2898 1840 +18 320 8 Khánh Hòa 1550 1140 -400 440 9 Sin Quyn 2670 915 -188 422
10 Nà Ra 2.906 765 -188 400 11 Thch Khê 3350 2100 -550 565
_____________________ *Tác gi liên h E - mail: [email protected] DOI: 10.46326/JMES.KTLT2020.04
Bng 1. Các thông s hình hc m c bn ti mt s m than l thiên Vit Nam.
Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57 49
Tng khi lng t bóc các m l thiên vùng Qung Ninh còn li gn 2,8 t m3, tr lng than khai thác còn li 268,3 triu tn. Trong nhng nm ti, sn lng mi m l thiên t t 1,5÷4,0 triu tn than/nm, t bóc t 10÷50 triu m3/nm. Các m l thiên vùng Hòn Gai c bn s kt thúc khai thác vào nm 2020÷2028; các m vùng Cm Ph thi gian khai thác n nm 2038, cung vn ti t á ra bãi thi ngoài t 5÷10 km, chiu cao nâng ti t 150 ÷ 450 m.
Các m l thiên sâu Vit Nam hin ti cng ã ng dng và a vào sn xut các thit b khai thác có sut nh và trung bình, ch có mt s m có s ít máy xúc dung tích gu 10÷12 m3 và ôtô có ti trng 91÷130 tn. Trình k thut công ngh ca các m l thiên hin nay t mc trung bình tiên tin. t c sn lng theo k hoch ã ra, trong thi gian ti, cn phi áp dng các gii pháp nh: Khai thác b li, s dng thit b vn ti hot ng trên dc cao, công ngh x lý bùn nc và ào sâu theo mùa nhm khai thác an toàn m bo sn lng m, hiu qu và thu hi ti a tài nguyên.
2. c im, hin trng các m l thiên sâu Vit Nam
M l thiên sâu c hiu là nhng m khai thác bng phng pháp l thiên có chiu sâu khai thác ln (> 200 m). Các m l thiên sâu Vit Nam in hình có th k n gm: Cc Sáu, Khánh Hoà, Cao Sn, èo Nai, Hà Tu, Na Dng, Sin Quyn, Thch Khê.
2.1. c im chung v hình hc m
Các m thng có dng t bóc tp trung trên sn núi, khoáng sn nm phía di sâu (tr m Thch Khê), chiu cao b công tác ln, khi lng m trên tng tng ln vi yêu cu ngày càng cao v công sut m thì cng bóc t trên tng tng ln. Các thông s hình hc m c bn ti các m th hin Bng 1.
2.2. c im a cht thy vn
Các m nm trong min khí hu nhit i có gió mùa c trng bi hai mùa: mùa ma và mùa khô. Mùa khô bt u t tháng 11 n tháng 4 nm sau; lng ma trung bình hàng tháng t 30÷40 mm. Lng bc hi ln nht xy ra vào mùa khô t tháng 12 n tháng 3. Mùa ma bt u t
tháng 5 n tháng 10 hàng nm. Các trn ma ln thng tp trung vào tháng 8. Trong ó lng ma ln nht trong ngày t 437 mm. Lng ma bình quân hàng tháng t 400÷600 mm; hàng nm 2500 mm. Ngoài ra, ti các tng sâu c b sung lng nc ngm. Lng nc chy vào áy m ln ti mt s m than l thiên vùng Qung Ninh th hin trên Hình 1.
2.3. c im a cht công trình
Khi khai thác xung sâu, cng t á tng lên, khi tng và nt n gim. T ó, khó n tng, làm tng chi phí n mìn do phi tng ch tiêu thuc n và thu hp mng khoan, gim ng kính l khoan, sut phá á gim. nt n gim và chính là yu t quan trng nh hng ti mc p v t á.
2.4. Hin trng công ngh khai thác
Trong quá trình khai thác, các m than l thiên s dng h thng khai thác (HTKT) dc, mt hoc hai b công tác có vn ti, thi bãi thi ngoài hoc trong, khu theo lp dc. Các thông s HTKT nh: Chiu cao tng H = 5÷16 m; chiu rng mt tng công tác nh nht Bmin= 25÷50 m; góc nghiêng b công tác = 13÷260. Phù hp vi các thông s ca h thng khai thác, ng b thit b (BTB) gm:
+ Thit b khoan l mìn: s dng các loi máy khoan xoay cu C-250 có d = 250 mm, các loi máy khoan xoay CbM, d = 165 mm và máy khoan thy lc DM/DML có ng kính 200÷230 mm. Công tác khoan - n mìn phá á quá c c thc hin bng máy khoan thy lc Diezel có ng
Hình 1. Biu th hin lng nc chy vào moong khai thác.
50 Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57
kính 89÷127 mm; + Thit b xúc t á: s dng các loi máy xúc
tay gàu -4,6, 5A, 8I, 10I do Liên Xô (c) ch to có dung tích gàu xúc t 4,6÷10 m3 và các máy xúc thy lc gàu ngc (MXTLGN): PC1250, PC1800, CAT5020B,… có dung tích gàu t 3,5÷12,0 m3;
+ Thit b vn ti: s dng các loi ô tô khung ng nh Volvo A40D, HM 400-R có ti trng 37÷42 tn vn chuyn ti khu vc áy m, các loi ô tô khung cng nh CAT 773E, BelAZ 7555; HD 465-7,… có ti trng t 55÷96 tn vn chuyn t á ra bãi thi. Ngoài ra, hin nay m than Cao Sn ang vn hành tuyn bng ti ra bãi thi Bàng Nâu có b rng bng 2 m, công sut 20 triu m3/nm. (Hình 2).
Hình 2. H thng tuyn bng ti á m than Cao Sn
3. Các yu t k thut c bn nh hng n công ngh khai thác ti các tng sâu
Khi khai thác các tng di sâu, các yu t c trng ca m gm:
-Yu t t nhiên: bn, nt n, l hng, ngm nc, h s thm, áp lc, iu kin b sung nc tng.
- Yu t k thut: S vn ti phc tp, tin cy ca các thit b gim, nng sut thit b gim. Cung cp nhiên liu phc tp, iu kin lao ng khó khn, nng bi, ting n tng, an toàn gim. Các thông s k thut: Chiu cao b m ln, biên gii trên mt m rng, khi lng m trên tng tng ln, s lng tng công tác và cng phát trin công trình m tng. Thông s và h thng khai thác thay i. Chiu dài tuyn, b rng mt tng công tác gim. Chiu dài vn ti và cao nâng ti tng
3.1. nh hng ca n nh b m n công ngh khai thác ti các tng sâu
Khi khai thác xung sâu, b m cao và chu tác ng t các yu t bt li nh: ng thái vn ng ca nc ngm, ti trng tác ng lên b ln, liên kt gia các lp t á gim. ây là nhng nguyên nhân làm gim n nh ca b m, nh hng trc tip n công ngh to hình dng b và khi lng t á cn bóc.
3.2. nh hng ca bùn nc và tc xung sâu n công ngh khai thác
Khi khai thác xung sâu, khai trng c m rông, khi lng bùn nc chy vào m tng. Chúng làm gim nng sut thit b, tng giá thành khai thác, gim tc xung sâu và sn lng các m. Bùn t ti áy moong nh hng trc tip n công ngh và thi gian ào sâu áy m.
i vi các m kích thc khai trng hn ch công ngh ào sâu s dng áy m bc thang hoc áy m nghiêng, phn sâu nht ca áy m là ni tp trung bùn nc. i vi công ngh trên, bùn t c dn ht xung phn sâu nht, do ó chiu dày lp bùn là rt ln gây khó khn cho công tác vét bùn và ào sâu áy m. Vi công ngh ào sâu áy m nghiêng, các thit b xúc bc và vn ti luôn làm vic trên mt dc, do ó nng sut ca thit b tham gia vét bùn và hot ng di áy m rt thp.
i vi các m có kích thc khai trng ln, thng áp dng công ngh ào sâu s dng áy m 2 cp. áy m 2 cp, bùn lng ng áy m c phân b u, chiu dày tng i mng, trong quá trình bm cn nc, bùn phn áy cao ca h cha nc, có iu kin róc nc, to thun li cho công tác vét bùn và ào sâu.
3.3. nh hng ca tính cht c lý t á n n nh b m
Tính cht c lý ca t á bao gm bn kháng nén, kháng ct, kháng kéo, rng, m, mt , nt n,…. Tính cht c lý t á nh hng ln rt ln n n nh ca ca b m. Bên cnh ó, hu ht trong m tính cht c lý t á ti các khu vc không ng nht. Theo kinh nghim khai thác và nghiên cu ti các m l thiên sâu trên th gii thì càng khai thác xung sâu, nt n ca t á càng gim, cng ca t á càng tng. Mi quan h gia lc dính kt và góc ni ma sát ca t á theo chiu sâu th hin trên các Hình 3 và 4 (Han Liu, 2015). Kt qu phân tích trên
Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57 51
các hình này cho thy: Giá tr góc ni ma sát và lc dính kt ca t á tng theo chiu sâu. iu này có ý ngha quan trng trong vic nng cao góc dc kt thúc phn di ca b m, góp phn gim khi lng t bóc trong biên gii mà vn m bo an toàn cho b m.
4. Các gii pháp k thut công ngh khai thác các m l thiên sâu
4.1. Các gii pháp v b m
Dng b m có nh hng c bit n khi lng bóc t á khi sâu khai thác ln. Vì vy vn la chn hình dng m bo cho b m có d tr n nh cc tiu vi khi lng bóc t nh nht có ý ngha tích cc trong khai thác m l thiên sâu.i vi mi dng b m c th, ng sut t á trong b s có s phân b khác nhau: có th tp trung phân b trên toàn b chiu cao b (b phng), tp trung ti phn di ca b (b li) và tp trung ti phn trên ca b (b lõm). Trên quan im v n nh b m thì ng sut t á tp trung ti phn di ca b s có li nht cho n nh ca b m, gim c áp lc t á và ng sut kéo tác dng lên phn trên b m. Báo cáo tính toán, la chn hình dng b cho m than Cc Sáu, tin hành lp mô hình mt ct c trng cho 3 dng b m khác khau, trên c s khi lng t á bóc ca các phng án b m nh nhau. Các thông s mt ct c trng c la chn: chiu cao b 300 m, góc dc kt thúc ca b thay i t 35÷430. Kt qu tính toán và so sánh mc n nh ca b m cho kt qu phân tính nh Hình 5.
Nh vy, trong cùng mt iu kin c th, b m li có h s n nh cao hn b phng và b lõm. Vi iu kin ca mô hình mt ct c trng ã lp, gii bài toán hình hc cho thy, vi h s n nh Fs =1,1 thì khi lng t bóc trên 1 m dài b m khi s dng b li nh hn so vi b phng 2.416 m3 và nh hn so vi b lõm 7.092 m3. Do ó, khi s dng b m li cho m than Cc Sáu không nhng có li v mt n nh b m, mà còn làm gim áng k khi lng t bóc. Nh vy, dng b m li có th áp dng cho các m l thiên sâu Vit Nam: Cc Sáu, Sin Quyn, Khánh Hòa, èo Nai, Cao Sn, Hà Tu.
4.2. Gii pháp nâng cao góc dc sn tng
Theo các thit k ca các m l thiên ã c phê duyt (Hình 6), góc dc sn tng t 65÷700.
Hình 3. Góc ni ma sát ca t á theo chiu sâu.
Hình 4. Lc dính kt ca t á theo chiu sâu.
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
H
s
B phng B li B lõm
Hình 5. Quan h gia hình dng b m vi h s n nh
Hình 6. Minh ha s thay i ca góc dc sn tng (α, α’- góc nghiêng sn tng theo thit k và thc t; B, B’ - chiu rng mt tng theo thit k và
thc t).
h
52 Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57
Tuy nhiên, thc t quá trình thi công khai thác, góc dc sn tng ch t giá tr t 53÷550, thp hn t 10÷120, iu ó ã tng h s bóc sn xut, thu hp mt tng công tác.
Trong trng hp tng quát khi góc dc sn tng gim mt giá tr là α thì khi lng m s tng mt giá tr tng ng là V trong cùng mt biên gii khai trng, giá tr ca V c xác nh theo công thc:
= 0,52 ⋅
2 , m3/m (1)
Trong ó: h- chiu cao tng, h = 12 m; Δα- giá tr gim ca góc dc sn tng, Δα = 10÷12°; α- ln ca góc nghiêng sn tng thit k, α = 650, ta có V = 16,8 m3/m.
Nh vy, khi các m xung sâu, s tng khai thác t 15÷20 tng, chiu dài m t 1,5÷2,0 km. Vi công ngh n mìn nh hin nay, các m phi bóc thêm n hàng triu m3 t á.
Mt s gii pháp nâng cao góc dc sn tng: s dng chiu cao tng thp, phng pháp n to biên; khoan nghiêng, phân on chiu cao ct thuc, n to rch hoc có th kt hp nhiu gii pháp trong cùng mt khu vc có th to ra góc dc sn tng ln nht, b m n nh lâu dài nht vi chi phí nh nht.
Khi s dng phng pháp khoan nghiêng: các l khoan c khoan nghiêng t 60÷850. Phng pháp khoan nghiêng cho phép hn ch ti a nng lng sóng n và áp lc khí n tác ng v các phn t t á nm phía sau lng thuc n và to ra vùng p v có dng gn nh hình tr. Phng
pháp này không ch to ra góc dc sn tng ít b thay i so vi thit k (Hình 7) mà còn tng mc ng u c ht sau khi n mìn và nh ó làm tng nng sut ca thit b xúc bc.
4.3. Công ngh x lý bùn
Mi mt loi hình công ngh vét bùn s phát huy hiu qu ti a nu iu kin các yu t t nhiên tng thích vi các c trng và thông s k thut ca các loi thit b trong dây chuyn công ngh. Công tác vét bùn sau mi mùa ma phi m bo các yêu cu là bùn d x lý và vn chuyn, thi gian vét bùn m bo cho công tác xung sâu. Mt khác, phi m bo áy m khô ráo, không b ly li các thit b khai thác có th thc hin công tác xung sâu mt cách thun li. Công ngh vét bùn sau mi mùa ma ti áy moong các m than l thiên thuc TKV nh sau:
i vi các m: Cao Sn, èo Nai, Tây Nam á Mài, Núi Béo, Na Dng áp dng công ngh vét bùn bng MXTLGN trong nhng nm ti, áp dng công ngh vét bùn bng máy bm bùn c khi khai trng c m rng, khi lng bùn t chy vào áy m ln (Hình 8). Vi công ngh này, phn bùn loãng c bm lên h cha bùn ci to t bãi mìn, phn t á ln bùn phía di xúc trc tip bng MXTLGN.
4.4. Công ngh bm thoát nc
Có hai ngun nc chính chy vào m là nc ngm và nc ma. Vì vy, cn áp dng các gii pháp hn ch ti a lng nc ma, nc mt
(a) (b)
Hình 7. S nguyên lý hình thành sn tng khi khoan nghiêng. a - giai on phát trin khe nt; b - giai on t á b p v, dch chuyn và hình thành sn tng.
Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57 53
ngm và chy vào m nh: Hng dòng nc mt v các sông sui, các tng trên mc thoát nc t chy u phi to rãnh thoát nc hng dòng chy ra khi khai trng. ng thi trên, các tng nm di mc thoát nc t chy, tng công tác làm rãnh tm thi, tng không công tác là rãnh c nh. i vi các ng liên lc, vn ti cn to rãnh thoát nc dc ng,…
Kt hp vi các gii pháp trên, cn phi bm cng bc ra khi khai trng m. Thc t ti các m thng khng ch mt lng nc nht nh áy moong và duy trì bm n mc nc nht nh. Tc là tháng cui mùa ma phi bm ht
lng nc duy trì ca các tháng trc ó và lng nc chy vào m trong tháng.
Trong trng hp này lu lng tính toán ca trm bm c xác nh theo công thc:
= (+−−)+(+−+)
60 , 3/(2)
Trong ó: Qmt+Qnt - Qbt - Qdt = A - lu lng nc cn bm trong tháng có lng ma ln nht, m3; Qmct+Qnct - Qbct+Qdt = B - lu lng nc cn bm trong tháng cui mùa ma, m3; Qmt - lng nc mt chy xung m trong 1 tháng ln nht, m3; Qnt - lng nc ngm chy vào m trong 1 tháng ca tháng ma ln nht, m3; Qbt - lng nc bc hi trong 1 tháng ca tháng ma ln nht, m3; Qdt - lng nc duy trì di áy m trong mùa ma, m3; Qmtc - lng nc mt chy xung m trong tháng cui mùa ma, m3; Qntc - lng nc ngm chy vào m trong tháng cui mùa ma, m3; Qbtc - lng nc bc hi ca tháng cui mùa ma, m3.
Trên c s ó và din tích trung bình ca tng tng áy moong ta s tính c chiu sâu nc ngp hay mc nc ngp duy trì trong mùa ma ca áy moong.Vi phng án này ngoài vic tính toán c lu lng nc cn bm, s bm cn thit cho 1 trm, còn tính c các ch tiêu khác nh lng nc duy trì di áy moong và chiu sâu ngp nc trong mùa ma.
4.5. Công tác chun b tng mi và ào sâu
Công ngh ào sâu hp lý ti các m than l thiên có iu kin phc tp áp dng công ngh ào sâu áy moong 2 cp theo chiu dc (ngang), ào sâu theo phân tng khi chiu dài áy m ln và công ngh ào sâu áy m nghiêng khi chiu dài áy m hp vi vic áp dng MXTLGN (oàn Vn Thanh, 2017).
- Công ngh ào sâu áy moong 2 cp, ào sâu theo phân tng (Hình 9):
2
5
3
6
Hình 8. S công ngh bm bùn lên b lng. (1- bm bùn; 2- phao ng; 3- ng dn bùn;
4- bùn ng trên b lng; 5- ca x nc; 6- ê bao b lng).
III
IV
I
II
+0
-7,5
-15
-22,5
h
h
Bïn
§¸y thÊp ph©n tÇng trªn
Hình 9. S ào sâu tng cha bùn có cu to phân tng (I, II,... th t ào sâu phân tng).
54 Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57
Mùa ma tin hành khai thác áy cao, áy thp là ni cha bùn nc, áy thp ca m cn c chia làm 2 phn, bùn lng ng c treo cao và phi khô, phn thp là ni cha bùn loãng và nc. Tc xung sâu t t 15÷20 m/nm. Công ngh này áp dng cho các m có chiu dài theo ng phng > 500 m nh m Na Dng, Cao Sn, Hà Tu.
- Công ngh ào sâu s dng áy m 2 cp theo chiu ngang
áy m c chia thành 2 cp theo chiu ngang, bùn t và nc tp trung áy thp và c tri dài theo chiu dc áy m, u mùa khô tin hành ào sâu áy cao, phi khô bùn áy thp, cui mùa khô tin hành xúc bùn i (Hình 10). Nh vy, vi công ngh này, tc xung sâu t 12÷15 m/nm, áp dng cho các m có chiu dày va ln hoc va có dng ng t nh: M Cc Sáu, èo Nai, Tây Nam á Mài.
- Công ngh ào sâu s dng áy m nghiêng
áy m có dc nghiêng t 680 v 2 bên. Phn nghiêng là h t bùn nc ca m. Khu vc này gom bùn và thu hp din ngp nc tng sâu nht tranh th ào sâu phn cao áy m
ngay t u mùa khô, tng thi gian và tc ào sâu. Trong mùa ma khai thác than nhng tng trên cao. Công tác no vét bùn và chun b tng mi c thc hin trong thi gian mùa khô. Tuy nhiên, công ngh này có nhc im là các thit b khai thác phi hot ng trên b mt nghiêng, tng áp lc nn và gim nng sut, chiu dày bùn áy h t nc ln khó xúc (Hình 11). Vi công ngh này, tc xung sâu t 12 ÷ 15 m/nm, áp dng cho các m có chiu dài theo ng phng <500m nh: M Khánh Hòa, Cc Sáu, Sin Quyn (oàn Vn Thanh, 2017).
4.6. Công tác vn ti
Theo quy hoch, các m than l thiên nh: èo Nai, Cc Sáu, Cao Sn, Khánh Hòa,... s khai thác xung sâu n mc -300÷-350 m, khi lng t á bóc t 20÷40 triu m3/n, chiu cao nâng ti trên b m t 400÷500 m, cung t 4÷7 km. Mi công ngh vn ti u có nhng u, nhc im riêng và phm vi s dng khác nhau ph thuc kích thc hình hc m, nng sut yêu cu, dng khoáng sàng, chiu cao nâng ti, chiu dài vn ti. Phm vi s dng các công ngh vn ti ti các m l thiên sâu c phân chia thành các vùng theo sâu (Hình 12) (, 2018).
Hình 10. S nguyên lý ca HTKT áy m 2 cp theo chiu ngang (1,2,..7: trình t ào sâu).
= 80
Bïn ®Êt Bïn ®Êt
Hình 11. S công ngh khai thácvi áy m nghiêng.
Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57 55
(i) Công ngh vn ti liên hp ôtô + bng ti dc + bng ti thng kt hp vi máy nghin: khi vn ti liên hp ô tô - bng ti, ô tô nhn ti t gng xúc vn chuyn ti tng tp trung. t á c p nghin ti kích thc yêu cu và bng ti dc s vn chuyn nâng lên trên b mt, sau ó chuyn vào h thng bng ti thng và ra bãi thi. Bng thng có dc ln nht β = 18°; Bng dc có th t vuông góc vi tuyn tng trên b m β = 35÷45° (Hình 13).
(ii) Công ngh vn ti t á bng liên hp ô tô bánh xích - ô tô thng: khi các m khai thác xung sâu, khi lng vn ti tng. Xu hng chung là s dng ng b máy xúc - ô tô ln. Tuy nhiên, các tng di sâu có kích thc hn ch, áy m ly li, dc ng vn ti ln, nu s dng ô tô thng có ti trng ln s tng khi
lng t bóc. Bên cnh ó, thit b vn ti có ti trng ln làm vic kém hiu qu khi y m ly li, dc tuyn ng ln. Chính vì vy, cn la chn loi thit b vn ti phù hp và xác nh ti trng ô tô hp lý theo chiu sâu khai thác. S công ngh vn ti liên hp ô tô bánh xích-ô tô thng c th hin trên Hình 14.
T phân tích trên cho thy, m than Cao Sn, Na Dng, có kích thc khai trng, công sut ln, thi gian khai thác dài,… áp dng Công ngh vn ti liên hp Ôtô-bng ti dc- bng ti thng kt hp vi máy nghin. Bng thng có dc ln nht β = 18°; Bng dc β = 30÷35°.
M Khánh Hòa, Sin Quyn có chiu cao b m ln t 300÷350 m, kích thc khai trng hp, nên áp dng hình thc vn ti ô tô-trc ti. Các m còn li áp dng hình thc vn ti ô tô n thun.
Hình 12. Các vùng s dng hình thc vn ti hp lý trong khai trng.
¤ t«
¤ t«
VËn t¶i liªn
hîp « t« - b¨ng
t¶i th­êng
¤ t«
Tram ®Ëp d­íi
90 m
135 m
150 m
Hình 13. S công ngh vn ti liên hp ô tô - bng ti
56 Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57
Hình 14. S công ngh vn ti liên hp ô tô bánh xích - ô tô thng
1 - khu vc cht ti t máy xúc vào ô tô bánh xích; 2 - vn chuyn bng xe ô tô bánh xích trên dc lên n 30%; 3 - cht ti t ô tô bánh xích vào ô tô thng; 4 - vn chuyn bng ô tô thng dc 6-10%
4.7. Các gii pháp nâng cao mc an toàn khi khai thác các tng sâu
Các yu t c bn có nh hng ln n n nh ca b m l thiên khi khai thác xung sâu ó là: iu kin a cht khu vc phc tp, các t gy kin to làm xut hin nhiu mt yu và to iu kin cho s thâm nhp, phá hu ca nc ngm; iu kin a cht thy vn không thun li (nhiu nc ngm); chiu cao ca b m ln và thi gian tn ti dài. nâng cao n nh b m, cn nghiên cu và áp dng các gii pháp: gia cng khi á bng bê tông phun, xi mng hóa; neo b m; khoan gim áp; xây dng h thng giám sát b m.
H thng quan trc b m bng Radar là h thng hin i, có chính xác cao và làm vic liên tc không ph thuc vào iu kin thi thit khí hu, có th kp thi phát hin các dch ng b mt và a ra cnh báo. H thng này ã c áp dng rng rãi ti các m l thiên ln trên th gii nên m bo tin cy cao và chng minh c hiu qu khi áp dng. H thng này ang c Vin KHCN m - Vinacomin nghiên cu và d kin a vào áp dng th nghim ti các m l thiên Vit Nam trong thi gian ti (Hình 15).
5. Kt lun
Hin nay và nhng nm ti, các m l thiên Vit Nam s tng cng khai thác. Càng xung
sâu, công tác khai thác càng gp nhiu khó khn bt li. Chính vì vy, cn nghiên cu, áp dng các gii pháp công ngh khai thác phù hp ti các tng sâu nh:
- B m: Áp dng công ngh khai thác dng b li kt hp vi các gii pháp nâng cao n nh b m, la chn, b trí thit b phù hp trên i công tác;
- Công ngh khai thác: Áp dng công ngh khoan n mìn tng góc dc sn tng, gim chn ng, np thuc n trong bao nilon, np n thuc nh tng ri bng xe chuyên dùng,...;
- Vét bùn: Áp dng công ngh vét bùn bng máy bm bùn c i vi phn bùn loãng phía trên, phn t á ln bùn phía di xúc trc tip bng MXTLGN;
15
15
15
6
1
2
3
4
Hình 15. Quan trc b m bng h thng Radar.
Ngc Tc và nnk./Tp chí Khoa hc K thut M - a cht 60 (5), 47 - 57 57
- Công ngh vn ti: Áp dng công ngh vn ti liên hp Ôtô-bng ti dc-bng ti thng kt hp vi máy nghin; công ngh vn ti ô tô-trc ti; công ngh vn ti ô tô thng - ô to bánh xích;
- Công tác chun b tng mi và ào sâu: ào sâu áy m nghiêng, nhiu cp, theo phân tng phù hp vi thông s k thut ca máy xúc thy lc và m bo sn lng yêu cu.
Trên c s ó, la chn trình t khai thác ti a tài nguyên, góp phn m bo k hoch khai thác xung sâu cho các m l thiên Vit Nam.
óng góp ca các tác gi
Tác gi Ngc Tc hình thành ý tng, cu trúc bài báo, hoàn thin bn tho cui cùng. Tác gi H S Giao t vn góp ý hình thành ý tng nghiên cu, c bn tho bài báo. Tác gi oàn Vn Thanh, Bùi Duy Nam tham gia hoàn thin bn tho bài báo.
Tài liu tham kho
Ngc Tc, (2011). Nghiên cu các gii pháp nhm áp ng sn lng, nâng cao hiu qu và mc an toàn các m than hm lò, l thiên
công sut ln khi khai thác xung sâu. tài cp Nhà nc, Hà Ni, 249 trang.
oàn Vn Thanh, (2017). Nghiên cu công ngh vét bùn hp lý cho các m than l thiên vùng Qung Ninh. tài cp B Công Thng, Hà Ni, 145 trang.
H. Liu, (2015). Theory analysis and experiental reseach for time-rependent slope stability in surface mine. China University of mining and technology.
. , . , . , (2011). . , - , 424 .