Giáo trình Công nghệ khai thác than hầm lò (Phần 2)

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ khai thác than hầm lò (Phần 2)

1. 102 Về tiêu hao năng lượng, ít nhất là phương pháp tự chảy, rồi đến chèn cơ khí. Tiêu hao năng lượng lớn nhất thuộc về chèn khí nén: cho 1 m3 vật liệu chèn cần có khoảng 10-15 kW-h. Khi chèn lò bằng khí nén, độ hao mòn cơ học của thiết bị là lớn nhất. Về điều kiện vi khí hậu trong hầm lò (sự nhiễm bụi, độ ẩm) tốt nhất là chèn lò tự chảy, xấu nhất là chèn khí nén. Khối lượng lao động của công tác chèn nhỏ nhất thuộc về chèn thuỷ lực và khí nén. Sự lựa chọn phương pháp chèn còn phụ thuộc nhiều vào loại các công trình, các vỉa than hay các lớp nằm trên. Nếu cần có một khối chèn chặt sít, thì phải sử dụng chèn thuỷ lực hoặc khí nén. Tóm lại, khi lựa chọn phương pháp chèn lò cần phải tính đến tất cả các yếu tố, dựa trên cơ sở phân tích kinh tế-kỹ thuật kỹ càng. Chương 7 : các công đoạn cuối của chu kỳ lò chợ 7.1. Đặc điểm của các công đoạn cuối Khi khấu than theo từng dải dọc lò chợ, sau mỗi dải khấu cần phải chuẩn bị thiết bị để khấu dải than tiếp theo. Các công đoạn liên quan đến chuẩn bị thiết bị để khấu dải than tiếp theo và di chuyển chúng về phía gương lò được gọi là các công đoạn cuối. Khi khấu than bằng máy liên hợp, các công đoạn cuối trong lò chợ cần phải đảm bảo khấu được đoạn cuối cùng I của dải cũ (hình 66) và đoạn II của dải mới để bố trí bộ phận công tác của máy liên hợp. Hình 66: Sơ đồ phần cuối của lò chợ Các công đoạn cuối đặc trưng là: chuẩn bị buồng khấu (khám), dựng vì chống tăng cường ở đầu lò chợ giáp với lò chuẩn bị, di chuyển bộ truyền động của máng cào, tháo và lắp các chân cột chống của lò chuẩn bị, xếp cũi và v.v Thành phần và khối lượng của các công đoạn cuối rất khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ khấu than, sơ đồ khấu, hình dạng và kích thước tiết diện lò chuẩn bị giáp với lò chợ, kết cấu vì chống của chúng và v.v Các công đoạn ở phần cuối lò chợ được thực hiện trong vùng ảnh hưởng tương hỗ của hai đường lò - lò chợ và lò chuẩn bị. Trong đó, lò chợ gây ảnh hưởng rất lớn đến sự ổn định của lò chuẩn bị và buộc phải thực hiện các công tác về chống
2. 103 giữ tăng cường, về tháo và lắp lại các vì chống, cũng như các biện pháp để bảo vệ lò chuẩn bị. Vị trí giao nhau giữa lò chợ và lò chuẩn bị được gọi là vùng tiếp giáp. Kích thước vùng tiếp giáp ở lò chuẩn bị phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố địa chất và kỹ thuật mỏ và có thể đạt tới 25-30 m. Kích thước vùng tiếp giáp ở lò chợ phụ thuộc vào hệ thống khai thác và thường không vượt quá 10-25 m. Trong các công đoạn cuối, chuẩn bị buồng khấu đòi hỏi khối lượng lao động lớn nhất. Thông thường, công đoạn này được thực hiện thủ công, bằng phương pháp khoan nổ mìn hoặc dùng búa chèn. Trong các lò chợ cơ khí hoá toàn bộ, trung bình các công đoạn cuối chiếm tỷ trọng khoảng 25 % khối lượng lao động chung của lò chợ và cần khoảng 20-25 người-ca cho 1000 t sản lượng. Tỷ trọng các chi phí ở vùng tiếp giáp sẽ gia tăng cùng với sự phát triển mức độ cơ khí hoá các công tác ở phần chính của lò chợ, cùng với khi khai thác xuống sâu và khi độ ổn định của các lò chuẩn bị suy giảm. ở vùng tiếp giáp cần tiến hành nhiều công việc có đặc thù khác nhau, nhưng do sự hạn chế về không gian công tác, rất khó kết hợp với nhau, dẫn tới tỷ lệ chi phí thời gian để hoàn thành chúng gia tăng. Nhiều khi, chi phí thời gian để chuẩn bị máy liên hợp cho chu kỳ mới cùng các công việc khác ở vùng tiếp giáp xấp xỉ thời gian để khấu than trong phần chính của lò chợ, đôi khi thậm chí còn lớn hơn. Chúng ta sẽ tách riêng phương pháp thực hiện các công đoạn cuối và các công đoạn ở vùng tiếp giáp để xem xét. Các phương pháp thực hiện các công đoạn cuối được phân biệt như sau: di chuyển máy liên hợp vào buồng khấu; quá trình tự tạo rạch của máy liên hợp; di chuyển máy liên hợp ở khoảng trống của vùng tiếp giáp. 7.2. Di chuyển máy liên hợp vào buồng khấu Hiện nay, phương pháp di chuyển máy liên hợp vào buồng khấu (khám) ở hai đầu lò chợ được áp dụng rất phổ biến. Các buồng khấu được chuẩn bị bằng phương pháp khoan nổ mìn, bằng búa chèn hoặc nhờ máy cắt buồng chuyên dùng. Chuẩn bị buồng khấu bằng khoan nổ mìn có những khuyết điểm dưới đây: - khối lượng lao động lớn; - điều kiện chống giữ đá vách bị xấu đi ở vùng tiếp giáp, liên quan tới diện lộ của vách buộc phải tăng và mật độ vì chống buộc phải giảm ở trên đầu máng cào và trong quá trình di chuyển máng; - phải dừng công tác lò chợ trong thời gian nổ mìn ở buồng khấu và thông gió; - cần phải tải than, đôi khi là các cục đá lớn, từ buồng khấu phía trên lọt qua bên dưới thân máy liên hợp, mà có khi phải dừng máy để phá vỡ thủ công. Những khuyết điểm đó làm giảm đáng kể thời gian công tác hữu ích của máy liên hợp. Chi phí lao động cho việc chuẩn bị buồng khấu khi sử dụng máy liên hợp và vì chống đơn chiếm khoảng 15-19 % khối lượng lao động chung của lò chợ, còn khi dùng vì chống cơ khí hoá thì chiếm tới 26-28 %. Hầu hết các máy liên hợp đòi hỏi phải chuẩn bị trước các buồng khấu, mỗi buồng dài 5-8 m. Để tạo buồng khấu, có thể sử dụng máy cắt buồng, hoạt động ở các vỉa có góc dốc không quá 20o. ở hai đầu thân máy có hai tang xoắn tự khoan rạch với
3. 104 chiều rộng khác nhau, có thể điều chỉnh theo chiều dày của vỉa. Như vậy, nó có khả năng khấu gương trên cả chiều dài buồng. Một tang khấu đảm nhận chất tải than lên máng cào lò chợ. Than khấu được nhờ tang thứ hai sẽ được chuyển về tang thứ nhất bởi cơ cấu tải than kiểu vòng xích, có gắn các thanh cào côngxơn. Việc chống giữ buồng khấu được thực hiện bằng các tấm xà duỗi dài của vì chống cơ khí hoá. Buồng khấu chỉ vượt trước gương lò chợ một khoảng bằng chiều rộng khấu của máy liên hợp. Trình tự thực hiện các công đoạn chuẩn bị buồng khấu bằng máy cắt buồng như sau (hình 67): I - ban đầu, các bộ phận công tác của máy tự khoan rạch; II - máy cắt buồng di chuyển dọc lò chợ khoảng 15 m, tang trước khấu một lớp than để chuẩn bị buồng cho máy liên hợp, còn tang sau chuẩn bị buồng cho chính nó; III - máy di chuyển ngược lại, khấu lớp than còn lại và dọn sạch nền. Máy liên hợp khấu than đến bậc được tạo ra bởi máy cắt buồng, sau đó máng cào được đẩy về phía gương; IV - các bộ phận công tác của máy liên hợp và máy cắt buồng cùng tự khoan rạch; V - máy cắt khấu phần cuối của lò chợ, đến bậc do máy liên hợp tạo ra; VI - máy cắt trở về phần trên của lò chợ và tự khoan rạch. Hình 67: Trình tự các công đoạn chuẩn bị buồng khấu bằng máy cắt buồng NM-1 (LB Nga)
4. 105 Việc đẩy máy liên hợp vào buồng khấu bao gồm các công đoạn sau: đưa chính máy vào buồng khấu, khấu phần than để lắp đặt các tấm chất tải, dọn than ở đầu lò chợ giáp với lò chuẩn bị, các công đoạn liên quan tới bộ phận xếp tải, di chuyển máng cào và bộ truyền động của nó, chống giữ vùng tiếp giáp và các công đoạn phụ khác. Do máy cắt rạch có động cơ, hộp giảm tốc, bộ phận công tác và cơ cấu xếp tải hợp nhất về kết cấu với một thân máy, di chuyển dọc máng cào trên trụ của vỉa, cho nên kích thước về chiều dài cũng như chiều rộng của máy khá lớn, dẫn đến chiều rộng của khoảng trống trong quá trình khấu than có lúc không thể chống giữ bằng các vì chống chính của lò chợ. Chính vì vậy, các máy cắt buồng chỉ có thể được áp dụng khi đá vách có độ ổn định cao. 7.3. Quá trình tự tạo rạch của máy liên hợp máy liên hợp thường tự tạo rạch bằng cách khấu trực diện hoặc khấu xiên chéo. Khi các bộ phận công tác của máy liên hợp được bố trí ở hai đầu thân máy, thì thường áp dụng cách khấu trực diện. Lúc đó, các công đoạn cuối được thực hiện theo thứ tự như sau (hình 68): I - tấm chất tải của máy liên hợp được tháo dỡ ở khoảng cách 10-15 m, tính từ đầu lò chợ. Khi đó, máy liên hợp nằm ở phần dưới của lò chợ, tang khấu phía trước 1 nằm ở vách vỉa, còn tang khấu phía sau 2 - ở phía trụ. Lớp than a ở phía trụ bằng chiều dài của máy chưa được khấu; II - tang khấu 1 ở phía vách được hạ xuống trụ của vỉa; III - khấu lớp than a giữa hai tang khấu; IV - trước khi khoan rạch, các tang khấu được bố trí ở trụ của vỉa. Máng cào được đẩy về phía gương và cả hai tang khấu cùng khoan rạch tới độ sâu bằng chiều rộng khấu của máy, đầu máng cào cũng được đẩy sát vào gương, sang luồng mới; V - sau khi tạo rạch, các tang khấu đồng thời hoặc lần lượt được nâng lên phía vách; VI - khấu một lớp than phía trên đến sát lò chuẩn bị; VII - tang khấu 1 được hạ xuống phía trụ khi máy không di chuyển; VIII - khấu lớp than phía dưới. Sau đó, khấu tiếp một đoạn đủ để lắp ráp tấm chất tải, cho máy chạy xuống rồi chạy lên để dọn sạch nền. Ráp tấm chất tải vào máy. Tổng thời gian của các công đoạn cuối chiếm khoảng 30 phút, trong đó: 14 phút - thời gian manơ của máy do mỗi tang khấu không thể lấy hết chiều dày của vỉa; 9 phút - các công đoạn liên quan đến bộ phận chất tải; 5 phút - tự khoan rạch trực diện; 2 phút - các công đoạn phụ trợ. Khối lượng lao động chung của các công đoạn cuối là khoảng 250 người-phút. Khi khấu than bằng máy liên hợp 1GS-68 (Nga), đoạn lò chợ giáp với lò dọc vỉa thông gió được khấu hoàn toàn, còn đoạn giáp với lò vận tải vẫn cần có một buồng khấu nhỏ do vướng đầu dỡ tải của máng cào lò chợ. Với bộ phận công tác dạng bất kỳ của máy liên hợp, có thể tạo rạch theo phương pháp khấu xiên chéo. Khi đó, đối với máy liên hợp có các bộ phận công tác ở hai đầu thân máy có thể khấu than theo sơ đồ con thoi, còn với các bố cục khác - có thể khấu một chiều.
5. 106 Hình 68: Thứ tự thực hiện các công đoạn cuối khi máy liên hợp tự khoan rạch trực diện Trong phương pháp khấu xiên chéo, các công đoạn cuối được tiến hành theo trình tự sau (hình 69): I - ở trạng thái ban đầu, máng cào được ép sát vào gương, trừ phần cuối của nó, nơi có máy liên hợp; II - máy liên hợp chạy dọc tuyến uốn của máng cào và bộ phận công tác phía trước khấu một dải than hình nêm dài 12-15 m; III - đẩy phần chưa được di chuyển của máng cào cùng đầu truyền động vào gương và cho máy khấu khối than đầu lò chợ; IV - chuyển máy về bậc gương và tiến hành khấu than bình thường. Tổng thời gian của các công đoạn cuối không kể quay đầu máy là 25 phút, trong đó 11 ph - manơ để dọn nền, 4 ph - tạo rạch từ sườn với máng cào uốn, 10 ph - di chuyển đầu truyền động của máng cào và các công đoạn phụ trợ.
6. 107 Hình 69: Thứ tự thực hiện các công đoạn cuối khi máy liên hợp tạo rạch bằng cách khấu xiên chéo Với các bộ phận công tác tự khoan rạch được bố trí về một phía thân máy, quá trình tạo rạch ở hai đầu lò chợ có thể được thực hiện bằng hai máy liên hợp. Các máy liên hợp phải có bộ phận công tác hướng về phía đầu lò chợ tương ứng của mình. Máy phụ ở phía lò dọc vỉa thông gió đảm nhận khấu một đoạn lò chợ dài 20- 25 m, đủ để chứa nó và máy chính cùng với các bộ phận công tác. Phần còn lại của lò chợ được khấu bằng máy chính. Máy chính khấu than theo sơ đồ con thoi, còn máy phụ khấu một chiều. Thứ tự thực hiện các công đoạn khi khấu bằng hai máy liên hợp (hình 70) như sau: I - các máy 1 và 2 nằm ở hai đầu lò chợ và tự khoan rạch trực diện đến hết chiều rộng khấu của bộ phận công tác; II - máy 1 ở phía lò thông gió lấy một dải than dài 15-25 m và sau đó quay về vị trí xuất phát thực hiện xếp tải than và dọn nền. Liền sau quá trình khấu, phải tiến hành chống lò; III - máy 2 đi khỏi vị trí tạo rạch 10-12 m thì tạm dừng để lắp ráp bộ phận xếp tải, di chuyển đầu truyền động và phần máng cào phía dưới máy sang luồng mới. Sau đó, cho máy 2 khấu một dải than và chống lò. Khi khấu xong, bộ phận xếp tải sẽ được tháo dỡ; IV - khi đẩy máng cào vào gương, cả hai máy cùng tự khoan rạch trực diện; V - máy 2 khấu một đoạn dài 6-8 m và dọn nền. Sau đó, nó được lắp bộ phận xếp tải; VI - máy 1 khấu một dải than phía lò dọc vỉa thông gió khi đi xuống và dọn nền khi đi lên. Máy khấu đến đâu cần chống lò đến đó;
7. 108 VII - máy 1 tự khoan rạch, còn máy 2 khấu một dải than từ chỗ khoan rạch đến đầu dưới của máng cào. Phía sau máy 2 cần thực hiện di chuyển máng cào và chống lò. Hình 70: Thứ tự thực hiện các công đoạn cuối khi khấu than bằng hai máy liên hợp Theo kết quả nghiên cứu của viện ĐônUGI, khối lượng lao động ở các phần cuối lò chợ khi khấu bằng hai máy liên hợp giảm được 57,3 % so với khấu bằng một máy, còn tổng khối lượng lao động cho cả lò chợ giảm được 25,9 %. Sơ đồ khấu than bằng hai máy liên hợp có thể được áp dụng với chiều dày vỉa từ 0,6 đến 3,4 m, góc dốc của vỉa từ 0 đến 20o và chiều dài lò chợ từ 120 đến 390 m, khi sử dụng vì chống đơn cũng như khi sử dụng vì chống cơ khí hoá. Máy liên hợp thứ hai thường được sử dụng với mục đích chuẩn bị buồng khấu phía trên và làm giảm thời gian thực hiện các công đoạn cuối. Trong một số lò chợ, khi máy chính gặp sự cố thì máy phụ sẽ đảm nhận việc khấu than trên cả lò chợ. Đôi khi trong lò chợ tồn tại phá huỷ địa chất, lúc đó mỗi máy liên hợp sẽ thực hiện khấu than từ chỗ phá huỷ đến một đầu lò chợ. Các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật cao đã đạt được chứng minh khả năng áp dụng rộng rãi của sơ đồ khấu với hai máy liên hợp khi khai thác các vỉa có phá huỷ phức tạp. Hiện nay có xu hướng mở rộng diện hoạt động của máy phụ tới một nửa lò chợ, nhằm nâng cao cường độ khấu than khi cả hai máy làm việc với cùng một công suất. Các máy liên hợp với bộ phận công tác nằm về một phía thân máy (2K52, 1K101, KS1KG ) được bố trí đối xứng nhau, có bộ phận công tác hướng về phía lò chuẩn bị tương ứng giáp với lò chợ. Việc tạo rạch được thực hiện từ các lò dọc vỉa hoặc bằng cách khấu xiên chéo ở đoạn uốn máng cào tại điểm bất kỳ của lò chợ, phù hợp với các sơ đồ công nghệ mẫu.
8. 109 Sự phối hợp hai máy liên hợp trong lò chợ tạo khả năng tăng chiều dài của nó tới 350-400 m, đồng thời giảm được khối lượng lao động của các công đoạn cuối so với các lò chợ ngắn hơn với một máy liên hợp. Cường độ khấu than gia tăng và khả năng làm việc không cần buồng khấu hoặc với buồng khấu có chiều dài tối thiểu sẽ tạo ra trạng thái của đá vách tốt hơn ở các vùng tiếp giáp của lò chợ với lò chuẩn bị, như vậy nâng cao được đáng kể điều kiện an toàn lao động. Nhằm nâng cao hiệu quả và phạm vi áp dụng khấu than cơ khí hoá ở các phần cuối lò chợ, có thể sử dụng các máng cào với các đầu truyền động được rút ngắn và phẳng. Đầu của loại máng cào này được chế tạo để thực hiện khấu than không cần buồng khấu. Bộ truyền động với công suất 110 kW được bố trí về bên thành máng cào phía phá hoả, thẳng góc với trục dọc của máng, có thể được đặt nằm ngang hoặc nghiêng. Như vậy, cho phép đưa đầu máng cào ra lò chuẩn bị. Khi bố trí đầu máng cào trong lò chợ, chiều dài buồng khấu chỉ cần là 3-4 m. Nếu máy liên hợp trong lò chợ có các bộ phận công tác đối xứng ở hai đầu thân máy, thì do máy có thể tiến ra lò chuẩn bị, cho nên có thể giảm được đáng kể thời gian kiểm tra, bảo dưỡng máy và thay thế các răng cắt. Chiều rộng cần thiết tối thiểu của lò chuẩn bị khi đưa đầu máng cào ra khỏi lò chợ và để bộ phận công tác của máy liên hợp có thể nhô ra là 4,3 m. Khi sử dụng máy liên hợp 1GS-68 với sơ đồ như vậy, sản lượng của lò chợ tăng lên khoảng 20%, còn khối lượng lao động giảm được 40 % so với máy liên hợp có bố cục kiểu khác và không đưa đầu máng cào ra lò chuẩn bị. 7.4. Các công đoạn ở vùng tiếp giáp giữa lò chợ và lò chuẩn bị Các sơ đồ công nghệ của vùng tiếp giáp được phân biệt phụ thuộc vào hệ thống khai thác, công nghệ thực hiện các công đoạn cuối, phương pháp chống giữ và bảo vệ lò chuẩn bị. Dựa vào vị trí của đường lò so với khoảng trống đã khai thác và gương lò chợ, có thể chia ra ba nhóm lò chuẩn bị: các đường lò được đào trước khi khai thác than; các đường lò được sử dụng lại; các đường lò được đào phía sau hoặc vượt trước gương lò chợ. Trước khi tiến hành khai thác than, các đường lò có thể được đào trong khối than nguyên, sát với khoảng trống sẽ khai thác hoặc cách nó qua một trụ than. Trong những điều kiện thuận lợi, lò chuẩn bị thường được đào sát với khoảng trống sẽ khai thác và sẽ bị loại bỏ phía sau lò chợ. Trong các đường lò như vậy có thể bố trí đầu máng cào, cho phép cắt buồng khấu với chiều dài nhỏ nhất. Do hai lần chịu tác động của áp lực tựa, các đường lò được sử dụng lại bị biến dạng mạnh, cản trở sơ đồ khấu than không cần buồng khấu do phải tháo các cột của vì chống khi di chuyển máng cào lò chợ và làm tăng khối lượng lao động của các công tác ở vùng tiếp giáp. Từ quan điểm về áp lực mỏ, các đường lò được đào phía sau lò chợ tồn tại trong điều kiện thuận lợi nhất. Song, khi đó không thể thực hiện công nghệ khấu than không cần buồng khấu trong lò chợ, mặt khác ở vùng tiếp giáp cần phải thực hiện một khối lượng lớn các công việc có đặc thù khác nhau, tập trung tại một diện công tác chật hẹp. Đó là: khấu than bằng máy liên hợp ttrong lò chợ, chuẩn bị buồng khấu, đào lò chuẩn bị và xếp dải chèn trong khoảng trống đã khai thác.
9. 110 Khuyết điểm của sơ đồ công nghệ này là không những khối lượng lao động ở vùng tiếp giáp cao, chiếm khoảng 40 % khối lượng lao động chung trong lò chợ, mà còn hạn chế tốc độ dịch chuyển của gương lò. Phương pháp bảo vệ lò chuẩn bị được lựa chọn chủ yếu dựa vào khối lượng lao động ở vùng tiếp giáp và trạng thái của đường lò. Hiện nay, để bảo vệ lò thường sử dụng vách ngăn nhân tạo ở dạng dải đá chèn, các chồng cũi, cột và tường bêtông cốt thép, hàng cột sít và các trụ than. Chi phí lao động ở các vùng tiếp giáp dao động từ 20 đến 50 % của khối lượng lao động chung trong lò chợ, không kể đến lượng lao động để thực hiện phương pháp bảo vệ lò chuẩn bị. Các công đoạn ở vùng tiếp giáp còn phụ thuộc vào phương pháp thực hiện các công đoạn cuối trong lò chợ: 1) khi đưa đầu máng cào ra lò chuẩn bị; 2) sử dụng máy cắt buồng khi đưa hoàn toàn hoặc một phần đầu máng cào ra khỏi lò chợ; 3) khi khấu buồng thủ công hoặc khi dùng máy cắt buồng và đặt đầu máng cào trong lò chợ. Tại vùng tiếp giáp có các miền đặc trưng để thực hiện các công đoạn khác nhau (hình 71). Hình 71: Các miền đặc trưng ở vùng tiếp giáp của lò chợ với lò chuẩn bị: I-VI - số của các miền; 1- vách ngăn nhân tạo Trong miền thứ nhất thực hiện công tác chống lò, thiết lập vì chống tăng cường; ở miền thứ hai - tháo và đặt lại các cột của vì chống lò, di chuyển và chống giữ đầu máng cào lò chợ (nếu nó được đưa ra), chuyển tải than được đưa ra từ lò chợ. Miền thứ ba là đoạn lò phía sau lò chợ, nơi thực hiện các công tác bảo vệ lò (hạ nền, chống xén, thu hồi vì chống tăng cường). Trong miền thứ tư thực hiện khấu buồng, chống giữ buồng, di chuyển và bảo vệ đầu máng cào lò chợ (nếu nó nằm trong lò chợ). Tại miền thứ năm tiến hành di chuyển và chống giữ đầu máng cào và thiết lập các kết cấu tăng cường bảo vệ lò. Miền thứ sáu là phần cuối của lò chợ dành cho máy khấu. Tại đây, máy liên hợp tiến hành tạo rạch, thực hiện các công đoạn liên quan tới chuẩn bị máy khấu một dải mới (tháo lắp bộ phận chất tải, kiểm tra và bảo dưỡng máy v.v ).
10. 111 Vùng tiếp giáp với buồng khấu khác với vùng tiếp giáp không có buồng khấu không chỉ ở sự hiển diện của buồng, mà còn do vị trí của miền dùng để thiết lập công trình bảo vệ lò. ở vùng tiếp giáp không có buồng khấu, việc thiết lập công trình bảo vệ lò trở nên khó khăn do bị vướng các vì chống cơ khí hoá, trong khi đó tại vùng tiếp giáp có buồng khấu, đầu máng cào và khoảng đá vách ở trên nó được chống giữ bằng vì chống đơn. Để thiết lập các kết cấu tăng cường bảo vệ từ phía lò chuẩn bị cần phải sử dụng các kết cấu đã được làm sẵn (thí dụ, các cột bêtông cốt thép đúc sẵn) hoặc công nghệ chuyên dùng (xếp dải chèn bằng phương pháp chèn khí nén). Việc chống giữ vùng tiếp giáp được thực hiện nhờ vì chống đơn hoặc vì chống cơ khí hoá. Khi dùng vì chống đơn ở vùng tiếp giáp, cần có thời gian thực hiện lớn và khối lượng lao động cao (bảng 12). Bảng 12 Chi phí thời gian, Khối lượng lao động, Các công đoạn ở vùng tiếp giáp phút người-phút Tháo vì chống, di chuyển và bảo vệ đầu máng cào: - đầu truyền động . . . . . . 56,0 84,5 - đầu trên . . . . . . . . . 38,7 58,5 Dựng khung chống buồng ở lò dọc vỉa: - thông gió . . . . . . . . . 26,3 42,0 - vận tải . . . . . . . . . . 39,2 69,6 Tháo và đặt lại cột chống khi di chuyển đầu máng cào . . . . . . . . 25,0 64,5 Dựng cột chống tăng cường dưới xà của lò dọc vỉa: - thông gió . . . . . . . . . 24,1 47,9 - vận tải . . . . . . . . . . 28,2 50,3 Để đảm bảo hiệu quả khấu than trong lò chợ, cần có vì chống cơ khí hoá của vùng tiếp giáp tham gia vào tổ hợp thiết bị lò chợ. Vận hành tốt hơn cả là loại vì chống chỉ thực hiện di chuyển đầu máng cào và chống giữ vùng tiếp giáp. Loại vì chống này được chế tạo cho các đường lò vách phẳng và các đường lò hình vòm. Thực tế sử dụng cho thấy rằng, vì chống cơ khí hoá vùng tiếp giáp cho phép giảm khối lượng lao động ở đây tới 2-3 lần và nâng cao mức độ an toàn lao động. Ngoài ra, nó còn cho phép di chuyển đầu máng cào đồng thời với hoạt động của máy liên hợp khấu than trong lò chợ. Khối lượng lao động ở vùng tiếp giáp, cũng như khối lượng lao động về đào và chống lò chuẩn bị (theo số liệu của ĐônUGI) được thể hiện trong bảng 13. Từ bảng 13 thấy rằng, khi đào lò chuẩn bị phía sau lò chợ thì sẽ có khối lượng lao động lớn nhất, do mức độ cơ khí hoá thấp trong quá trình chuẩn bị buồng khấu và đào lò dọc vỉa. Khi khấu than cơ khí hoá theo suốt chiều dài lò chợ và đưa hoàn toàn hay một phần đầu máng cào ra lò chuẩn bị, khối lượng lao động giảm khoảng 2 lần so với khi khấu than trong buồng khấu bằng phương pháp khoan nổ mìn.
11. 112 Bảng 13 Khối lượng lao động quy đổi, Tên công đoạn người-ca cho 1 m tiến độ lò chợ khi sử dụng lại đào lò chuẩn bị khi đào lò chuẩn lò chuẩn bị trước khi khai thác bị phía sau lò chợ Các công đoạn ở vùng tiếp giáp: - chuẩn bị buồng khấu . . . . . 2,80 2,55 4,08 - di chuyển máng cào . . . . . 0,77 0,68 0,70 - xếp cũi, dựng hàng cột . . . . 0,24 0,22 0,19 - xếp dải chèn . . . . . . . . 0,42 0,23 0,28 - tháo lắp vì chống lò chuẩn bị . . 0,43 0,34 0,21 - dựng vì chống tăng cường ở lò chuẩn bị . . . . . . . . . 0,25 0,29 0,15 -di chuyển vì chống vùng tiếp giáp 0,28 0,26 0,16 - cắt ngắn máng cào lò dọc vỉa . . 0,19 0,25 0,23 - vận chuyển gỗ chống lò . . . 0,36 0,32 0,41 - dọn đá ở vùng tiếp giáp . . . . 0,39 0,24 0,19 - thu hồi vì chống lò chuẩn bị . . 0,16 0,41 0,21 - chuẩn bị trạm chất tải . . . . . 0,30 0,30 0,30 Cộng . . 6,59 6,09 7,11 Đào lò chuẩn bị . . . . . . . 3,74 6,98 8,60 Bảo vệ lò chuẩn bị . . . . . . 3,40 1,52 1,10 Tổng cộng . . 13,73 14,59 16,81 Chương 8 : lắp ráp và tháo dỡ thiết bị lò chợ 8.1. Lắp ráp thiết bị lò chợ Lắp ráp tổ hợp thiết bị lò chợ là quá trình công nghệ phức tạp, nhiều công đoạn và nặng nhọc, bao gồm các công việc về xây dựng buồng lắp ráp, vận tải và gá lắp các kết cấu trong điều kiện hầm lò chật hẹp. Thời gian lắp ráp trung bình tổ hợp loại KM87 là 27 ngày-đêm, loại KMK97 là 18 ngày-đêm, khối lượng lao động trung bình cho tổ hợp KM87 là 1018 và KMK97 - 564 người-ca. Quá trình lắp ráp các tổ hợp cơ khí hoá bao gồm các công tác trên mặt đất về sắp xếp thiết bị lên phương tiện vận tải, vận chuyển và đưa vào mỏ, theo các đường lò để tới khu khai thác và lắp ráp chúng trong lò cắt và các lò chuẩn bị liên quan. Phụ thuộc vào chiều dày của vỉa và kích thước của các thành phần thiết bị, buồng lắp ráp được đào hết chiều dày của vỉa, có hoặc không khấu một phần đá vách hay đá trụ, trên cả chiều rộng hoặc mở rộng dần bằng búa chèn, khoan nổ mìn hay máy liên hợp đào lò. Thông thường, các buồng lắp ráp được chống giữ bằng các khung chống gỗ với bước chống từ 0,4 đến 1 m và được cài chèn toàn bộ hoặc một phần. Phương pháp chống giữ buồng lắp ráp hiệu quả khi đá vách ổn định là sử dụng vì chống neo đối với các vỉa có chiều dày 1,2-5,5 m. Phụ thuộc vào độ kiên cố của đá vách và chiều rộng buồng có thể chỉ sử dụng vì chống neo hoặc kết hợp nó với vì chống gỗ.
12. 113 Để vận tải các cụm và chi tiết của tổ hợp lò chợ cơ khí hoá trong các đường lò thường sử dụng các sân ga, đường một ray, bàn quay, băng lăn và thiết bị nâng thủy lực chuyên dùng. Để vận chuyển các thành phần của tổ hợp trong buồng lắp ráp và gá lắp chúng cần có thiết bị dẫn hướng, máy nâng và giá đỡ. Trước khi đưa thiết bị vào mỏ cần phải ráp chúng trên mặt đất với mục đích kiểm tra tính đồng bộ và độ tin cậy của các cụm máy chính, cụ thể là: 12-20 m máng cào, 15-20 đoạn vì chống, máy liên hợp, có gắn kết với trạm khởi động từ và trạm bơm dầu cao áp. Phụ thuộc vào khối lượng của các đoạn vì chống, đặc điểm kết cấu và kích thước của chúng, phương pháp và phương tiện chất tải, dỡ tải và vận tải, các tổ hợp cơ khí hoá được chia thành hai nhóm: Nhóm I - các tổ hợp dùng cho vỉa mỏng và dày trung bình (0,7-2,0 m), dốc thoải và nghiêng, kể cả các tổ hợp dùng cho vỉa mỏng và dày trung bình, dốc đứng, khi các đoạn vì chống được vận chuyển tới buồng lắp ráp ở dạng lắp sẵn; Nhóm II - các tổ hợp cơ khí hoá dùng cho vỉa thoải và nghiêng, dày trên 2 m, khi các đoạn vì chống được vận chuyển ở dạng tháo rời một phần hoặc toàn phần. Việc lắp ráp các đoạn vì chống này được thực hiện ở vùng tiếp giáp hoặc tại chính nơi đặt chúng trong buồng lắp ráp. Khi khối lượng lắp ráp và tháo dỡ thiết bị rất lớn, nên thành lập các tổ chức hoặc doanh nghiệp chuyên sâu về những việc này. Hình 72: Lắp ráp vì chống cơ khí hoá thuộc nhóm 1 ở các vỉa dốc thoải, dày tới 2m
13. 114 Các đoạn vì chống cơ khí hoá của các tổ hợp thuộc nhóm I được xếp lên các xe tích chuyên dùng trên mặt đất ở dạng lắp sẵn và được chuyển tới buồng lắp ráp, ở đó chúng được chuyển vào lò dọc vỉa tập kết có băng lăn, tiếp theo nhờ máy tời hoặc xích của máng cào, theo cơ cấu dẫn hướng, chúng được đưa vào vị trí của mình trong buồng lắp ráp. Khi tháo dỡ, các đoạn vì chống cũng được vận chuyển ở dạng nguyên vẹn theo hướng ngược lại. Vì chống cơ khí hoá thuộc nhóm I được lắp đặt trong lò chợ theo hướng từ lò dọc vỉa vận tải đến lò dọc vỉa thông gió (hình 72). Nhằm giảm thời gian lắp đặt thiết bị lò chợ, chúng được ráp đồng thời cùng với quá trình lắp đặt thiết bị vận tải trong lò song song, họng sáo và lò dọc vỉa vận tải. Trình tự vận chuyển thiết bị như sau: theo lò dọc vỉa vận tải, đầu tiên chuyển máng cào lò song song, sau đó là các trạm khởi động từ, bơm dầu, bơm nước, cáp điện, ống dẫn nước, thiết bị chuyển tải, cơ cấu di chuyển thiết bị lò dọc vỉa, bộ truyền động của máng cào lò chợ; theo lò dọc vỉa thông gió, đầu tiên vận chuyển máng cào lò chợ, sau đó là các đoạn vì chống cùng các phụ kiện của chúng, máy liên hợp, đường ống dẫn dầu, ống dẫn nước chống bụi. Máy liên hợp 1 (xem hình 72) được ráp trong lò dọc vỉa thông gió đồng thời với quá trình lắp ráp các đoạn vì chống. Trong buồng lắp ráp tiến hành đặt máng cào lò chợ 2, đường ống thuỷ lực và đường điện. Các đoạn vì chống 3 được ráp từ dưới lên trên. Chúng được chuyển vào trên các xe tích tới băng lăn 4 ở lò dọc vỉa thông gió, có thể chứa được không dưới 30 đoạn vì. Các đoạn vì được kéo từ xe tích sang băng lăn nhờ tời 5, sau đó, cũng nhờ tời này hoặc bằng thủ công chúng được đưa vào buồng lắp ráp. ở đây, chúng được tải theo khung dẫn hướng 6 tới vị trí lắp đặt nhờ xích kéo của máng cào lò chợ, thông qua móc 7 và đoạn xích 8. Mỗi đoạn vì tiếp theo được đặt ở khoảng cách 4-5 m kể từ đoạn đã lắp xong. Để đặt đoạn vì, sử dụng tời 9 ở lò dọc vỉa vận tải (hoặc lò song song). Sau khi gắn đoạn vì với máng cào và ống dẫn dầu, cần vận hành thử kỹ lưỡng và chất tải cho nó. Khi tổ chức lao động chặt chẽ và sử dụng các máy nâng chuyên dùng, thời gian lắp ráp có thể giảm xuống còn 6-7 ngày. Các vì chống cơ khí hoá thuộc nhóm II được chuyên chở trên các xe tích ở dạng tháo rời: các cột và tấm xà được đặt lên trên tấm đế và được tải đến buồng lắp ráp theo đường goòng. Để dễ dàng chuyên chở các đoạn vì, có thể đặt đường goòng trong lò cắt. Máy liên hợp 1 được ráp đồng thời cùng với quá trình lắp các đoạn vì chống ở phần dưới của lò chợ (hình 73). Quá trình lắp ráp được bắt đầu từ việc đặt trạm điện di động và thiết bị chuyển tải trong lò dọc vỉa. Bộ truyền động 2 của máng cào lò chợ 3 và các đoạn vì chống 4 ở cuối lò chợ được ráp cùng lúc. Khi đó thường sử dụng máy lắp ráp chuyên dùng kiểu MS. ở các vỉa dốc đứng, việc lắp ráp các tổ hợp cơ khí hoá trở nên phức tạp hơn. Các đoạn vì chống được treo trên dây cáp và được chuyển từ lò dọc vỉa thông gió vào lò chợ nhờ tời cáp và hệ thống ròng rọc. Muốn vậy, một đoạn lò dọc vỉa thông gió ở vùng tiếp giáp với lò chợ được mở rộng tới tiết diện 9,2 m2 và để thả vì chống cần phải thiết lập các cửa sổ đặc biệt ở gần nơi đặt tời. ở khoảng 1,2 m cách phần dưới của lò chợ, giáp với bậc của kho than, trước khi lắp ráp vì chống cần phải dựng một hàng cột gỗ theo phương với hai dãy cột, tương ứng với chiều rộng của hai
14. 115 đoạn vì chống. Máy liên hợp được thả xuống thấp hơn hàng cột này và được giữ bằng một cụm cột chống gỗ. a) b) c) Hình 73: Lắp ráp vì chống cơ khí hoá thuộc nhóm II ở các vỉa dốc thoải, dày hơn 2 m: a- bốc dỡ máy liên hợp và bộ truyền động của máng cào; b- bốc dỡ và đặt các đoạn vì chống; c- bốc dỡ và ráp máng cào lò chợ Các đoạn vì chống được lắp ráp theo thứ tự từ dưới lên trên. Đoạn vì treo trên cáp được tời thả đến vị trí lắp đặt trong lò chợ. Sau đó, được đưa vào vị trí khớp với các đoạn vì lân cận, kết nối với chúng và với mạng ống dẫn dầu và được chất tải. Tất cả các đoạn vì chống đều được lắp đặt theo trình tự này. Các công tác lắp ráp cần được tiếp tục hoàn thiện theo hướng: thực hiện các công việc theo phương pháp liên tục, bao gồm các tuyến liên tục trên mặt đất, trong các đường lò và trong buồng lắp ráp; áp dụng phương pháp lắp ráp theo khối, tiến hành trên mặt đất và ở vùng tiếp giáp của lò chợ với các lò chuẩn bị; ứng dụng sơ đồ lắp ráp các đoạn vì chống từ dưới lên trên, trong đó các đoạn vì được vận chuyển từ trên xuống dưới. 8.2. Tháo dỡ tổ hợp thiết bị lò chợ Việc tháo dỡ tổ hợp thiết bị lò chợ cơ khí hoá được bắt đầu bằng việc cài chèn bằng gỗ bên trên các đoạn vì chống ở 7-8 chu kỳ khấu than cuối cùng. Sau khi thu hồi các đoạn vì chống, buồng tháo dỡ được chống giữ bằng các khung chống gỗ hoặc được loại bỏ dần theo tiến độ thu hồi thiết bị. Các thanh chèn gỗ có thể được thay thế bởi lưới thép, được tăng cường bằng cáp thép cũ có đường kính 18 mm. Thời gian tháo dỡ các tổ hợp thuộc nhóm I (thí dụ là KM87 và KMK97) chiếm khoảng 33 và 23 ngày, với khối lượng lao động trung bình là 893 và 468 người-ca. Các tổ hợp cơ khí hoá kiểu đỡ ở vỉa dốc thoải, dày tới 2 m, được tháo dỡ đồng thời theo cả hai hướng: từ giữa lò chợ về phía lò dọc vỉa vận tải và về phía lò dọc vỉa thông gió. Việc tháo dỡ được bắt đầu từ thiết bị vận tải trong lò dọc vỉa, rồi đến máy liên hợp, máng cào lò chợ và cuối cùng là các đoạn vì chống cơ khí hoá. Sau khi tháo dỡ máng cào lò chợ, cần phải đặt khung dẫn hướng, được gắn với băng lăn ở lò dọc vỉa.
15. 116 Hình 74: Tháo dỡ tổ hợp cơ khí hoá ở vỉa dốc thoải, dày tới 2m Các đoạn vì chống 1 (hình 74) được tháo dỡ từ giữa lò chợ và được chuyển theo khung dẫn hướng 2 và băng lăn 3, đồng thời về cả hai lò dọc vỉa. Các đoạn vì chống được chuyển trong lò chợ ở dạng nguyên vẹn nhờ các tời 4, ròng rọc 5 và cáp vô tận 6, rồi nhờ palăng 7 được chất lên xe tích 8. ở vị trí tháo đoạn vì chống cơ khí hoá cần dựng vì chống đơn. Với các tổ hợp thuộc nhóm II, các công tác tháo dỡ được thực hiện theo một hướng. Khi đó, trình tự tháo dỡ tổ hợp như sau: đầu tiên tháo dỡ thiết bị ở mức vận tải, sau đó đến máy liên hợp, các đoạn vì chống, máng cào lò chợ và thiết bị thuỷ lực. Trước khi tháo dỡ, đá vách phải được chèn kín bằng vì chống gỗ. Gần đây, trong nhiều lò chợ đã áp dụng thành công phương pháp tháo dỡ mới, ở đó từ hai đến bốn đoạn vì dưới cùng, giáp với mức vận tải, được quay 90o, có các đầu xà hướng vào vùng tháo dỡ của lò chợ và được gọi là "các đoạn tháo dỡ". Chúng có vai trò chống giữ đá vách ở khu vực thu hồi các đoạn vì chống. Theo tiến độ tháo dỡ, chúng được di chuyển dọc lò chợ, về phía lò dọc vỉa thông gió bằng tời
16. 117 cáp. Phần lò cụt của buồng tháo dỡ được thông gió bằng quạt gió cục bộ. Phương pháp này cho phép tiến hành thu hồi tổ hợp mà không cần phải thiết lập vì chống gỗ trong buồng tháo dỡ (hình 75). Hình 75: Tháo dỡ tổ hợp cơ khí hoá không cần dùng vì chống tạm thời bằng gỗ: 1- tường chắn; 2- ống dẫn gió; 3- quạt gió; 4- tời cáp; 5- đoạn vì chống; 6- dầm liên kết; 7- đoạn vì tháo dỡ Hình 76: Tháo dỡ tổ hợp cơ khí hoá ở các vỉa dốc đứng
17. 118 ở các lò chợ đứng, các công tác tháo dỡ được bắt đầu từ các thiết bị trên lò dọc vỉa thông gió và máy liên hợp. Các đoạn vì chống cơ khí hoá được thu hồi theo hướng từ lò dọc vỉa vận tải đến lò dọc vỉa thông gió (hình 76). Đoạn vì chống 1 được giải phóng khỏi hệ thống, nhờ tời 2, cáp 3 và ròng rọc 4 được chuyển lên lò dọc vỉa thông gió, ở đó theo tấm trượt nghiêng 5 và tấm sườn 6 được chất lên xe tích 7. Theo tiến độ thu hồi vì chống, cần phải dựng các khung chống gỗ trong lò chợ. phần thứ ba các sơ đồ công nghệ lò chợ Chương 9 : Các sơ đồ công nghệ khai thác than thủ công 9.1. Sơ đồ công nghệ dùng khoan nổ mìn ở các vỉa dốc thoải và nghiêng, mỏng và dày trung bình 9.1.1. Sơ đồ công nghệ lò chợ khi sử dụng vì chống gỗ Sơ đồ công nghệ này bao gồm các quá trình sản xuất: tách phá than bằng phương pháp khoan nổ mìn, xúc bốc than thủ công, vận tải than bằng máng cào hay máng trượt, chống giữ lò chợ và phá hoả đá vách bằng các vì chống gỗ, cùng một số các công tác phụ khác. Các quá trình này được sắp xếp trong một chu kỳ lò chợ. Thông thường, than ở gương lò chợ được tách phá theo phương pháp nổ các lỗ mìn nhỏ. Khi đó, mỗi dải khấu của lò chợ được chia thành nhiều đoạn; chiều dài mỗi đoạn lò chợ được chọn trong khoảng từ 10 đến 50 m tuỳ thuộc vào các điều kiện cụ thể. Thứ tự nổ các đoạn gương dài 20-50 m thường là nối tiếp, lần lượt từng đoạn một theo chiều từ dưới lên trên, ngược chiều dốc; còn khi các đoạn gương chỉ dài 10-20 m, có thể nổ đồng thời hai hoặc ba đoạn với một khoảng giãn cách nhất định. Khi nổ lần lượt từng đoạn lò chợ, sau khi nổ một đoạn cần tiến hành xúc bốc và vận chuyển than phá được ở đoạn đó. Xúc bốc đến đâu, phải thực hiện sửa gương, dọn nền và dựng vì chống gần gương đến đó. Khi các công việc nêu trên đã kết thúc trong một đoạn, thì có thể tiến hành nổ mìn đoạn tiếp theo. Trình tự này được lặp đi lặp lại cho đến khi khấu hết than ở một luồng, trên cả chiều dài lò chợ. Công tác khoan các lỗ mìn ở mỗi đoạn gương thường được bố trí song song với quá trình khấu và chống ở đoạn gương lân cận. Khi nổ mìn tách phá than, một phần than rời nhờ sức nổ được chất lên thiết bị vận tải của lò chợ, phần lớn than còn lại cần được xúc bốc bằng thủ công. Để vận tải than, trong lò chợ thường lắp đặt máng cào nếu góc dốc của nó nhỏ hơn 25o, còn nếu góc này nằm trong khoảng 25-40o, thì chỉ cần trang bị cho lò chợ loại thiết bị vận tải đơn giản là máng trượt.
18. 119 Để kết thúc một chu kỳ lò chợ sau một dải khấu, trước tiên cần di chuyển thiết bị vận tải của lò chợ về phía gương lò mới, sau đó tiến hành phá hoả đá vách. Nếu thiết bị vận tải là máng trượt thì việc di chuyển nó khá đơn giản: tháo rời các đoạn máng, chuyển chúng sang luồng mới rồi ráp lại với nhau. Với máng cào thì phức tạp hơn nhiều: đầu tiên phải tháo hệ thống xích kéo cùng các thanh cào, tháo rời đầu truyền động cùng các đoạn khung máng, di chuyển các thành phần đã được tháo dỡ sang luồng mới và lắp ráp trở lại. Quá trình này đòi hỏi khá nhiều thời gian và sức lao động. Quá trình phá hoả đá vách ở lò chợ có thể được thực hiện theo hai cách. Trong đó, ở cách thứ nhất các vì chống phá hoả sẽ được tháo dỡ, di chuyển và lắp đặt ở vị trí mới, lần lượt theo trình tự đã định. Bước di chuyển vì chống phá hoả chính là bước phá hoả đá vách. Đá vách sẽ sập đổ khi thu hồi hoặc loại bỏ các vì chống gần gương còn nằm lại ở phía sau lò chợ. A - A A A B - B B B Hình 77: Sơ đồ lò chợ dốc nghiêng, khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn Trong cách thứ hai, trước tiên cần thiết lập một hàng vì chống phá hoả mới dọc lò chợ, cách hàng cũ một khoảng đúng bằng bước phá hoả. Sau đó, tiến hành thu hồi các vì chống phá hoả cũ và các vì chống gần gương bị nằm lại ở phía sau để phá hoả đá vách. Phương pháp này thường được áp dụng khi vách trực tiếp của lò chợ là các loại đá có liên kết kém, dễ hoặc rất dễ phá hoả.
19. 120 Trong khi phá hoả ở lò chợ, cần chú ý tới việc phá hoả đá vách ở các vùng tiếp giáp giữa lò chợ và các lò chuẩn bị. Thông thường, việc phá hoả trên mức thông gió của lò chợ được tiến hành đồng thời với quá trình phá hoả trong lò chợ. Còn ở dưới mức vận tải thì không như vậy, bởi vì ở đó thường xuyên tồn tại phần “đuôi” của thiết bị chuyển tải (thường là máng cào), nằm lọt vào khoảng trống đã khai thác phía sau lò chợ. Chính vì vậy, bước phá hoả ở vùng tiếp giáp này hoàn toàn phụ thuộc vào bước co ngắn thiết bị chuyển tải, thường bằng vài ba lần bước phá hoả trong lò chợ. Khi sử dụng vì chống gỗ trong lò chợ, ở mỗi chu kỳ sản xuất cần phải chuyển vào lò chợ một khối lượng gỗ đáng kể. Nếu chuyển khối lượng này trong một lần và rải đều trong lò chợ, thì có thể cản trở các công việc khác, mặt khác sức cản gió của lò chợ sẽ gia tăng. Vì vậy, lượng gỗ cần cấp cho một chu kỳ thường được chia làm nhiều phần và được đưa dần vào lò chợ ở những thời điểm khác nhau. Để có thể lợi dụng độ dốc của lò chợ và tránh làm cản trở các công việc ở mức vận tải, vật liệu gỗ được chuyển đến lò chợ theo lò dọc vỉa thông gió và từ đó được đưa xuống lò chợ xuôi theo chiều dốc. a - Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ Chiều Ca I Ca II Ca III Ký hiệu dài lò chợ (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 100 Nạp, nổ mìn, thông gió Xúc bốc, sửa gương, dọn nền, chống lò 75 Khoan lỗ mìn 50 Chuyển gỗ Chuyển máng trượt 25 Xếp cũi Phá hoả đá vách 0 b - Biểu đồ bố trí nhân lực lò chợ Số công nhân tổng Ca I Ca II Ca III TT Công việc số ca I ca II caIII c.nh 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 1 Nạp, nổ mìn, thông gió (3) (3) - (6) 2 Xúc bốc, s.g, d.n, chống lò 14 14 - 28 3 Khoan lỗ mìn 3 3 - 6 4 Chuyển gỗ 5 5 (22) 10 5 Chuyển máng trượt - - 4 4 6 Xếp cũi - - 18 18 7 Phá hỏa đá vách - - (22) (22) Cộng 22 22 22 66 Hình 78: Thí dụ về tổ chức sản xuất trong lò chợ dốc nghiêng
20. 121 Để làm thí dụ cho công nghệ này, chúng ta chọn một lò chợ có những điều kiện như sau: - chiều dày của vỉa 2 m; - góc dốc của vỉa 25o; - chiều dài lò chợ 100 m; - tiến độ chu kỳ lò chợ 1 m; - thiết bị vận tải trong lò chợ máng trượt; - thiết bị vận tải ở lò song song máng cào. Sơ đồ lò chợ được thể hiện trên hình vẽ 77. Với những điều kiện đã nêu trên, có thể tổ chức các công tác của một chu kỳ lò chợ và bố trí công nhân lò chợ theo các biểu đồ được thể hiện trên hình 78. Từ các biểu đồ tổ chức có thể thấy rằng, mỗi chu kỳ lò chợ sẽ được hoàn thành trong một ngày-đêm với ba ca sản xuất, trong đó có hai ca dành để khấu than và chống lò, còn ca thứ ba được dùng để thực hiện các công tác kết thúc chu kỳ. Để áp dụng tách phá than bằng phương pháp khoan nổ mìn, gương lò chợ dài 100 m được chia thành bốn đoạn, mỗi đoạn 25 m. Các đoạn lò chợ được khấu và chống lần lượt theo thứ tự từ dưới lên trên. Trong thí dụ, mỗi ca khấu than có thể khấu và chống được hai đoạn lò chợ. Trừ các khoảng thời gian thực hiện nạp mìn, nổ mìn và thông gió sau khi nổ, trong phần lớn thời gian của ca khấu than có ba nhóm công nhân lò chợ đảm nhận các công việc khác nhau. Nhóm thợ lớn nhất sẽ thực hiện các việc xúc bốc than, sửa gương, dọn nền và dựng các vì chống gần gương trong phạm vi từng đoạn lò chợ. Trong khi đó, nhóm thợ thứ hai đảm nhận việc khoan các lỗ mìn ở đoạn gương kế tiếp, còn nhóm thợ thứ ba tiến hành vận chuyển vật liệu gỗ từ mức thông gió xuống lò chợ. Trong ca thứ ba, các công việc kết thúc chu kỳ lò chợ có thể được tổ chức như sau. Ngay từ đầu ca, lượng vật liệu gỗ cần đưa vào lò chợ của ca này sẽ được cả đội thợ của ca tham gia vận chuyển. Sau đó, họ được chia ra thành hai nhóm, một nhóm thực hiện việc di chuyển máng trượt sang gương lò mới, còn nhóm kia đảm nhận việc xếp một hàng chồng cũi phá hoả mới. Khoảng cách giữa hai hàng chồng cũi cũ và mới phải phù hợp với bước phá hoả đá vách đã được chọn. Trong thời gian còn lại của ca thứ ba, cả đội thợ lò chợ cùng tham gia phá hoả đá vách theo thứ tự từ dưới lên trên, ngược chiều dốc của lò chợ. Lúc này, họ phải phân công nhau tiến hành các công đoạn sau: tháo dỡ lần lượt các chồng cũi phá hoả thuộc hàng cũ, thu hồi hoặc loại bỏ dần dần các vì chống gần gương ở phía sau hàng chồng cũi mới. Như vậy, một dải đá vách sẽ bị mất các gối tựa và sẽ sập đổ ở phía sau lò chợ. Với phương pháp tổ chức các công tác lò chợ như trên, sản lượng lò chợ trong một ngày-đêm có thể đạt 280-320 t/ng-đ, hay trong một năm có thể đạt 70.000-80.000 t/năm; năng suất lao động của công nhân trực tiếp trong lò chợ có thể đạt 4-5 t/người-ca. 9.1.2. Sơ đồ công nghệ lò chợ khi sử dụng vì chống đơn bằng thép Về cơ bản, các đặc điểm công nghệ và phương pháp tổ chức sản xuất trong lò chợ sử dụng vì chống đơn bằng thép cũng tương tự như khi dùng vì chống gỗ đã được xem xét ở trên.
21. 122 Tuy nhiên, do các vì chống thép, đặc biệt là vì chống thuỷ lực đơn, có nhiều ưu điểm vượt trội so với vì chống gỗ, cho nên nhiều chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của sơ đồ công nghệ lò chợ được cải thiện đáng kể. Trước tiên, cần thấy rằng việc chống giữ lò chợ và điều khiển đá vách ở sơ đồ công nghệ này đạt hiệu quả cao hơn, bởi vì tải trọng ban đầu, tải trọng công tác và tính linh hoạt của vì chống thép đều cao hơn so với vì chống gỗ, phù hợp hơn đối với sự diễn biến của áp lực mỏ trong lò chợ. Sự ổn định của đá vách được duy trì tốt hơn. Điều này cũng có nghĩa là tính an toàn của các công tác lò chợ được nâng cao đáng kể. Mặt khác, năng suất lao động của công nhân trong quá trình chống giữ lò chợ tăng lên do các thao tác lắp dựng và tháo dỡ vì chống lò chợ trở nên đơn giản hơn, dẫn đến năng suất lao động chung trong lò chợ được nâng cao. Tiêu hao vật liệu chống lò cho 1000 t sản lượng giảm. Điều kiện thông gió cho lò chợ cũng được cải thiện do sức cản gió của vì chống thép nhỏ hơn khá nhiều so với vì chống gỗ. a a a - a b - b b b Hình 79: Sơ đồ lò chợ khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn dùng vì chống thủy lực đơn
22. 123 Nhìn chung, những ưu điểm nêu trên cho phép tăng sản lượng lò chợ và giảm giá thành khai thác than. Qua thực tế khai thác mỏ tại bể than Quảng Ninh, sản lượng của một lò chợ thủ công, chống giữ bằng các cột thủy lực đơn, có thể đạt tới 100.000 - 120.000 tấn/năm. Nhược điểm lớn nhất của lò chợ chống bằng vì chống thép là bị hạn chế bởi góc dốc của lò chợ. Góc dốc giới hạn để áp dụng các cột chống ma sát là 30o, còn đối với các cột thủy lực đơn là 35o. Khi góc dốc lò chợ lớn, các thao tác lắp dựng và thu hồi vì chống thép sẽ trở nên khó khăn, tiêu hao vì chống cũng sẽ gia tăng. Trên hình 79 là một thí dụ sơ đồ công nghệ lò chợ thủ công dùng vì chống thủy lực đơn, khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn. Thông thường, với sơ đồ công nghệ này tiến độ khấu than ở một chu kỳ lò chợ được chọn là 1 hoặc 1,2 m, tùy thuộc vào những điều kiện cụ thể của lò chợ. Các khung chống gần gương của lò chợ là các khung ngang. Có thể sử dụng các cột thủy lực đơn tăng cường để thiết lập cụm cột hay hàng cột phá hỏa trong lò chợ. Cũng có thể áp dụng các vì chống phá hỏa ở dạng các chồng cũi bằng gỗ hoặc bằng thép. Hình thức tổ chức các công tác lò chợ cũng được sắp xếp giống như ở lò chợ dùng vì chống gỗ. 9.2. Phương pháp thành lập các biểu đồ tổ chức công tác và bố trí nhân lực trong lò chợ Để có thể thành lập các biểu đồ tổ chức công tác và bố trí nhân lực trong lò chợ, cần phải thực hiện các bước tính toán sau đây. Trước tiên, cần phải xác định khối lượng của tất cả các công tác chính và phụ (Vi , i = 1, 2, 3, , n) cần thực hiện trong một chu kỳ lò chợ. Dựa vào định mức lao động của từng loại công việc (Mi), có thể tính được số dm người-ca cần thiết cho từng công việc ( Ni ) bằng công thức dm Vi Ni , người-ca . Mi Tổng số người-ca theo định mức (Ndm, người-ca) cần cho một chu kỳ lò chợ n dm dm N  Ni 1 Thành lập đội thợ lò chợ (N, người-ca) bằng cách làm tròn trị số của Ndm, sao cho có được hệ số vượt mức (kvm >1) Ndm N kvm Đến đây, dựa vào các yêu cầu công nghệ cụ thể cần sắp xếp các công tác một cách chặt chẽ. Có thể tiền hành tính toán theo hai cách khác nhau: Cách thứ nhất: Trên cơ sở thời gian công nghệ dành cho các phần khối lượng của từng công việc (Ti, phút), cần xác định số người-ca cần thiết tương ứng (Ni) bằng công thức
23. 124 dm Ni T Ni k vmTi trong đó, T - thời gian của một ca sản xuất hay của một chu kỳ lò chợ tương ứng với khối lượng công việc đã định, không kể các thời gian gián đoạn công nghệ, phút. Cách thứ hai: Trên cơ sở phân công khối lượng công việc cho từng công nhân hay từng nhóm công nhân (Ni), cần xác định thời gian công nghệ tương ứng (Ti) để họ có thể hoàn thành nhiệm vụ dm Ni T Ti , phút . k vm Ni Dựa vào các kết quả đã tính ở trên, có thể xây dựng hai biểu đồ tổ chức công tác và bố trí nhân lực cho lò chợ. Lúc này, cần chú ý sắp xếp các công tác lò chợ thỏa mãn đủ cả ba yếu tố không gian, thời gian và lượng nhân lực huy động. Để thuận lợi cho việc tổ chức sản xuất, đội thợ lò chợ thường là đội thợ toàn năng, tức là mỗi thành viên của đội có thể đảm nhận nhiều loại công việc khác nhau, để có thể hỗ trợ lẫn nhau hoặc thay thế nhau khi cần thiết. 9.3. Sơ đồ công nghệ dùng khoan nổ mìn ở lò chợ nghiêng-đứng và dốc đứng, vỉa mỏng và dày trung bình Công nghệ khấu than thủ công ở các lò chợ có góc dốc lớn hơn 40o về cơ bản cũng tương tự công nghệ ở các lò chợ dốc thoải và dốc nghiêng. Tuy nhiên, do góc dốc của lò chợ gia tăng, ở đây xuất hiện một số đặc điểm công nghệ khác biệt. Trên hình 80 là một thí dụ công nghệ khấu than bằng khoan nổ mìn ở lò chợ dốc đứng. Hình 80: Công nghệ thủ công ở lò chợ dốc đứng ở lò chợ dốc đứng nên tạo gương có dạng bậc, như vậy khối than nguyên của bậc trên sẽ có vai trò là nóc bảo vệ cho bậc kề dưới, đảm bảo điều kiện an toàn cho các công nhân làm việc ở đó. Kích thước của mỗi bậc thường được chọn trong
24. 125 khoảng 10-15 m, độ vượt trước giữa hai bậc kề nhau có thể là 1-2 lần chiều rộng của một dải khấu. Nhằm giảm số đợt nổ mìn khấu than trong một chu kỳ, mỗi lần nổ mìn có thể khấu đồng thời 2 hoặc 3 bậc của gương lò, nhưng phải cách qua những khoảng giãn nhất định (xem hình 81). Dòng than tự chảy dọc lò chợ cần được hướng về phía kho than bằng các tấm máng trượt đơn giản. Bậc dưới cùng của lò chợ cần được mở rộng thành một kho chứa than tạm thời, từ đây than có thể được tháo trực tiếp qua các họng sáo xuống phương tiện vận tải dưới lò dọc vỉa. Để thuận lợi cho việc tháo than, phần trên của các họng sáo được mở rộng thành các phễu tháo. Trong lò chợ sử dụng vì chống đơn bằng gỗ, vì gần gương là các khung chống dọc, còn vì phá hỏa có thể là hàng cột phá hỏa hoặc các chồng cũi. Do góc dốc lớn, việc cung cấp gỗ chống lò vào lò chợ trở nên khó khăn, vì vậy lượng gỗ cần dùng cho một chu kỳ lò chợ thường được chuyển vào một thời điểm nhất định của chu kỳ. Khi đó, hai phần ba lượng gỗ sẽ được chuyển từ mức thông gió xuống lò chợ, một phần ba còn lại sẽ được chuyển từ mức vận tải ngược lên. Một thí dụ về tổ chức công tác ở lò chợ thủ công dốc đứng được thể hiện trên hình 81. Chiều Ca I Ca II Ca III Ký hiệu dài lò chợ (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 Nạp, nổ mìn, thông gió 80 70 Xúc bốc, sửa gương, 60 dọn nền, chống lò 50 Khoan lỗ mìn Chuyển gỗ 40 Chuyển máng và 30 xếp cũi 20 Phá hoả đá vách 10 0 Hình 81: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ ở vỉa dốc đứng 9.4. Công nghệ khai thác than thủ công dùng búa chèn Công nghệ khấu than khi sử dụng búa chèn có đặc điểm riêng của nó. ở các vỉa dốc đứng than được khấu bằng búa chèn trong các lò chợ bậc chân khay, tương tự như áp dụng khoan nổ mìn (xem hình 79). Trong lò chợ phải thực hiện các công tác sau: tách phá than, dựng vì chống gần gương, chuyển gỗ vào lò chợ, chuyển máng trượt và ống dẫn khí nén, điều khiển đá vách. Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới công nghệ khấu than bằng búa chèn bao gồm: độ kiên cố của than, hướng thớ nứt của vỉa than, chiều dày của vỉa, độ ổn định của đá vách và đá trụ.
25. 126 Than được khấu ở mỗi bậc theo hướng từ trên xuống dưới, như vậy quá trình tách phá than trở nên dễ dàng vì sức nặng của bản thân búa chèn được lợi dụng triệt để, đồng thời nâng cao an toàn trong công tác. Than ở các bậc được khấu theo từng dải rộng 0,9-1,0 m (hình 82). ở phần trên của mỗi bậc, đầu tiên cần tạo một hốc mở mạnh, rồi từ đó tiến hành khấu một dải than theo suốt chiều dài của bậc. Hốc mở mạch được cắt với chiều dài khoảng 2 m theo chiều dốc và sâu 0,9-1,0 m, ứng với chiều rộng một dải khấu. Sau khi dựng vì chống trong hốc, tiến hành khấu toàn bộ dải than và khấu đến đâu dựng vì chống gần gương đến đó. Hình 82: Sơ đồ cắt hốc và trình tự khấu than ở một bậc Tiến độ lò chợ trong một chu kỳ thường được lấy bằng hai lần chiều rộng của một dải khấu, tức là 1,8-2,0 m. Chiều dài của một bậc chân khay được tính theo công thức kqn l , m , mrγ trong đó: q - định mức sản lượng cho một người-ca, t; k - hệ số hoàn thành định mức; n - số công nhân làm việc trong một bậc; m - chiều dày của vỉa than, m; r - chiều rộng của dải khấu, m; - dung trọng của than nguyên khối, t/m3. Chiều dài mỗi bậc thường được chọn trong khoảng 8ữ20 m. Khoảng vượt trước giữa các bậc kề nhau lấy bằng 2ữ4 lần chiều rộng một dải khấu. Để nâng cao an toàn lao động, trong gương của bậc có thể lắp thêm các sàn bảo hiểm, tạo điều kiện cho công nhân làm việc thuận lợi. Khi khấu than theo các bậc có thể áp dụng các hình thức tổ chức lao động khác nhau: 1. Tổ chức lao động riêng lẻ: Khi các công nhân ở bậc khấu than và chống lò theo hình thức nối tiếp. Cách này thường được áp dụng khi vách và trụ của vỉa kém ổn định. 2. Tổ chức lao động từng cặp: Có các thợ chuyên khấu than và chuyên chống lò. Tất nhiên, cách tổ chức này chỉ hợp lý khi thời gian khấu than tương ứng với thời gian chống lò.
26. 127 3. Tổ chức lao động theo đội: Tất cả công nhân trong lò chợ hợp thành một đội. Mỗi công nhân trong đội có thể đảm nhận nhiều công việc khác nhau, có thể thay thế lẫn nhau ở những thời điểm cần thiết. Cách tổ chức này là hình thức hoàn thiện và hợp lý nhất. Sản lượng lò chợ khi khấu than bằng búa chèn có thể đạt 150-200 t/ng-đêm; năng suất lao động của công nhân lò chợ có thể đạt 6-8 t/người-ca. Chương 10 : công nghệ khai thác than bán cơ khí hóa dùng máy liên hợp 10.1. Công nghệ khai thác than dùng máy liên hợp trong các lò chợ dốc thoải và dốc nghiêng, ở vỉa mỏng và dày trung bình: Để xem xét công nghệ khấu than dùng máy liên hợp trong các lò chợ dài, dốc thoải và dốc nghiêng ở vỉa mỏng và dày trung bình, có thể dựa vào một thí dụ cụ thể như sau: - chiều dài lò chợ: 200 m; - chiều dày vỉa: 2 m; - máy liên hợp: RKU-13 (SNG); - máng cào uốn: SPTs-273 (SNG); - chiều rộng dải khấu: 0,8 m; - vì chống lò chợ: thủy lực đơn; - bước phá hỏa: 0,8 m. Hình dáng chung của máy liên hợp và máng cào lò chợ được thể hiện trên các hình 83 và 84, sơ đồ lò chợ được trình bày trên hình 85. Tính năng kỹ thuật của một số loại máy liên hợp dùng cho lò chợ dốc thoải và dốc nghiêng của SNG được thể hiện trong bảng 14. Hình 83: Máy liên hợp RKU-13 (SNG) Hình 84: Máng cào SPTs-273 (SNG)
27. 128 10.1.1. Thứ tự thực hiện các công tác của một chu kỳ sản xuất ở lò chợ: Khi trong lò chợ dùng máy liên hợp cùng với máng cào uốn, chống giữ lò chợ bằng vì chống thủy lực đơn, thì để hoàn thành một chu kỳ sản xuất cần thực hiện các công tác sau đây: Bắt đầu một chu kỳ máy liên hợp khấu dải than, có chiều rộng thường là 0,8 m, xuất phát từ buồng khấu ở đầu lò chợ. Vừa khấu than, máy vừa xếp tải và di chuyển về phía đầu đằng kia của lò chợ, trượt trên khung của máng cào. Ngay sau tiến độ khấu than của máy liên hợp, phần đá vách bị nó bóc lộ được chống giữ bằng các xà công sơn kim loại. Để dễ dàng lắp dựng các xà công sơn, người ta thường chọn các đoạn xà có khớp, có bước lắp đặt tương ứng với chiều rộng của dải khấu (xem hình 85). Bảng 14 Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy liên hợp do SNG chế tạo Kiểu máy liên hợp TT Đặc tính kỹ thuật GSh500 1KShE RKU13 1 Chiều cao khấu, mm 1300 - 2700 2200 - 4250 1250 - 2690 2 Góc dốc giới hạn của vỉa, độ 35 35 35 Độ kháng cắt giới hạn của 3 than, kN/m 360 360 360 4 Khả năng kết nối với : - Các loại vì chống cơ khí 2KM87, 2KMT, 2ĐT, 2KĐĐ, hoá 2ĐT, 3KĐ90 3KĐ90 - Các loại máng cào lò chợ SP87PM, SPTs273, SPTs273, 3BSP SP301M 5 Chiều rộng khấu của bộ phận công tác, mm 630 630 630 - 800 6 Tốc độ di chuyển lớn nhất, m/ph 6,5 5,2 - 8,0 5,0 7 Lực kéo ở tốc độ khấu lớn nhất, kN 390 (195x2) 320 - 210 250 8 Tổng công suất các bộ truyền động của máy liên hợp, trong đó, kW 564,5 500 200 - 315 - 400 - Tổng công suất truyền động cắt than 500 (250x2) - Tổng công suất truyền động di chuyển máy 60 (30x2) - Tổng công suất truyền động của trạm bơm 4,5 9 Điện áp công tác, V 660 660 - 1140 660 - 1140 10 Năng suất khấu than, t/ph 5,0 7,2 - 9,0 5,0 11 Kích thước máy, mm - Chiều dài 8350 - 8500 11500 8380 - 9730 - Chiều rộng 2002 2170 – 2260 1782 – 1967 - Chiều cao của thân máy ở vùng có vì chống 960 2050 1250 - 1600 12 Khối lượng máy, kg 22000 - 25000 35500 - 35830 20740 - 24800 13 Nhà máy chế tạo Nhà máy chế tạo máy mỏ Gorlôvski, Ucraina
28. 129 Cũng cùng với tiến độ khấu của máy liên hợp, ở khoảng cách 15-20 m đằng sau máy, người ta tiến hành di chuyển máng cào uốn sang luồng mới. Bước di chuyển máng cào cũng tương ứng với chiều rộng của dải khấu. Việc di chuyển máng cào được thực hiện nhờ các kích thủy lực ngang chuyên dùng. 7 A A A - A 1 4 5 Hình 85: Sơ đồ lò chợ B B dùng máy liên hợp cùng B - B 3 máng cào uốn và vì chống 3 đơn bằng thép 2 1.Máy liên hợp; 2.Máng 6 cào uốn; 3.Xà công sơn, C - C có khớp bản lề; 4.Cột C 5 C chống thép; 5.Cột phá hỏa thủy lực; 6.Kích thủy lực ngang; 7.Các dầm gỗ D - D hoặc thép bảo vệ đầu máng cào. D D 7
29. 130 Máng cào được di chuyển sang luồng mới đến đâu, người ta tiến hành dựng cột chống dưới xà công sơn ngay đến đấy. Tất nhiên, khoảng cách giữa các hàng cột chống gần gương tương ứng với bước di chuyển máng cào, và chính bằng chiều rộng luồng khấu. Sau khi dựng xong cột chống gần gương ở luồng mới người ta tiến hành di chuyển các cột phá hỏa và thu hồi các phần vì chống gần gương bị nằm lại ở tuyến sau. Các cột phá hỏa thường được di chuyển bằng các loại tời cáp hoặc kích thủy lực chuyên dùng. Bước phá hỏa cũng tương ứng với chiều rộng dải khấu. Như vậy, tất cả các công tác kể trên được tiến hành cùng lúc, ở các khoảng cách khác nhau chút ít, đằng sau máy đang khấu than. Các công việc này cứ tiếp tục được tiến hành như vậy cho đến khi máy liên hợp khấu trọn vẹn một dải than. Khi khấu hết một dải than của lò chợ, máy liên hợp nằm lọt vào trong buồng khấu. Khi đó, để máy có thể di chuyển sang luồng mới được dễ dàng, buồng khấu phải có chiều sâu ít nhất là bằng hai lần chiều rộng của dải khấu. Việc di chuyển máy liên hợp cùng với đầu của máng cào lò chợ được tiến hành cũng nhờ các kích thủy lực ngang chuyên dùng. Sau khi chuyển máy sang luồng mới người ta tiến hành dựng vì chống gần gương và di chuyển các vì chống phá hỏa ở đoạn cuối của lò chợ. Để giữ cho vách ổn định trong khu vực đầu máng cào lò chợ khi di chuyển nó, người ta sử dụng các dầm gỗ lớn hoặc các xà thép dài khoảng 34 m, đặt so le nhau từng đôi một (xem hình 85) phía trên đầu máng cào, sát với các đường lò chuẩn bị tiếp giáp với lò chợ. Cũng ngay sau khi di chuyển xong đầu máng cào và máy liên hợp sang luồng mới, người ta tiến hành kiểm tra máy, thực hiện các công đoạn bảo dưỡng, thay thế các răng cắt bị hỏng hay bị cùn, sửa chữa những bộ phận cần thiết, để máy có thể sẵn sàng bước vào luồng khấu mới. Sau mỗi luồng khấu của máy liên hợp cũng cần cắt ngắn máng cào (hay băng tải) ở lò dọc vỉa vận tải (hoặc lò song song), di chuyển chồng cũi hay hàng cột chống ở đoạn lò chuẩn bị nằm lọt vào vùng phá hỏa, phía sau lò chợ. Tùy các điều kiện thực tế, các công việc vừa kể có thể tiến hành sau vài luồng khấu ở lò chợ một lần. Đến đây, một chu kỳ sản xuất của lò chợ kết thúc và máy liên hợp có thể bắt đầu khấu than theo một chu kỳ mới, xuất phát từ buồng khấu và di chuyển dọc lò chợ ngược chiều với luồng khấu vừa kết thúc. 10.1.2. Tổ chức công tác trong lò chợ : Các lò chợ dùng máy liên hợp phối hợp với máng cào uốn, ở các vỉa dốc thoải, mỏng và dày trung bình, chống giữ bằng các vì chống đơn kim loại thường có chiều dài đạt tới 200-250 m hoặc có thể hơn nữa. Hình thức tổ chức công tác trong một ngày đêm có ba ca sản xuất thường là: khấu than liên tục trong hai ca, ca thứ ba còn lại dành để bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị lò chợ. Hình thức tổ chức này tuy đơn giản nhưng không đảm bảo tính liên tục của quy trình công nghệ lò chợ, cho nên người ta còn hay dùng một hình thức tổ chức sản xuất khác, đó là: khấu than liên tục cả ba ca, việc sửa chữa và bảo dưỡng thiết bị, máy móc được tiến hành “gối đầu” vào giữa hai ca. Rõ ràng là hình thức tổ
30. 131 chức thứ hai có nhiều tiến bộ hơn, song đòi hỏi phải được tính toán, xắp xếp thật tỉ mỉ từng khâu công tác, nếu không rất dễ gây xáo trộn chu kỳ sản xuất trong lò chợ. Trong một ca sản xuất (khấu than) thường có từ 22 đến 26 công nhân lò chợ cùng làm việc. Họ được phân công như sau: 1 2 3 4 5 6 Hình 86: Sơ đồ bố trí công nhân 7, 8 trong lò chợ dùng máy liên hợp 9, 10, 11 12, 13 14, 15, 16 17, 18, 19 20, 21 Thợ lái máy chính 1 (hình 86) điều khiển máy liên hợp. Thợ lái phụ 2 theo dõi và điều khiển bộ phận di chuyển, kéo cáp điện và ống dẫn nước. Ngay phía sau máy ba công nhân lò chợ 3, 4 và 5 có nhiệm vụ dọn sạch than vụn do máy để sót, chất lên máng cào, lắp xà công sơn để chống giữ tạm thời phần vách vừa bị máy bóc lộ. ở khoảng cách 15-20 m đằng sau máy, ba công nhân 6, 7 và 8 chịu trách nhiệm di chuyển máng cào sang luồng mới. Năm công nhân lò chợ 9, 10, 11, 12 và 13 có nhiệm vụ dựng các cột chống gần gương ngay sau khi di chuyển xong máng cào. ở khoảng cách 30 m phía sau máy, nhóm công nhân tám người 14-21 đảm nhận việc di chuyển các cột phá hỏa thủy lực và thu hồi các phần vì chống gần gương. ở các buồng khấu ở hai đầu lò chợ, cần có bốn công nhân tiến hành khấu và chống các buồng đó (2+2 người). Ngoài ra cần có một công nhân điều khiển máng cào lò chợ ở vị trí đầu lò chợ giáp với lò vận tải, người này thường chính là thợ cơ điện trực ca. Với cách tổ chức như vậy, lò chợ có thể thực hiện được 3ữ5 chu kỳ sản xuất trong một ngày đêm, tùy theo chiều dài của lò chợ, chiều dày của vỉa, cũng như các yếu tố địa chất và kỹ thuật khác. Thí dụ nêu trên biểu đồ tổ chức sản xuất hình 87 cho thấy lò chợ dài 200 m, thực hiện 4 chu kỳ trong một ngày đêm.
31. 132 a) L Ca I Ca II Ca III Ký hiệu (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 200 Khấu than Sửa gương, dọn nền, chống tạm Đẩy máng cào Dựng cột gần gương 100 Phá hỏa đá vách Khấu và chống buồng Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị 0 b) Số công nhân Tổng Ca I Ca II Ca III TT Công việc Ca I Ca II Ca III c.nhân 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 1 Khấu than 2 2 - 4 2 S.g, dọn nền, chống tạm 3 3 - 6 3 Đẩy máng cào 3 3 - 6 4 Dựng cột gần gương 5 5 - 10 5 Phá hỏa đá vách 8 8 - 16 6 Khấu và chống buồng 4 4 - 8 7 B.d., sửa chữa thiết bị 1 1 8 10 Cộng 26 26 8 60 Hình 87: a - Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ b - Biểu đồ bố trí nhân lực 10.1.3. Chiều dài gương lò chợ: Khi sử dụng các máy liên hợp, hoạt động ở lò chợ theo sơ đồ con thoi, chiều dài lò chợ có thể được tính bằng công thức sau đây: n T Tck k1k2 Tph nck L Σlbk , m 1 tph nck vc trong đó : n - số ca khấu than trong một ngày đêm; T - thời gian của một ca sản xuất, phút; Tck - thời gian chuẩn bị và kết thúc ở đầu và cuối mỗi ca, có thể lấy bằng 10 hay 15 phút; k1 - hệ số tin cậy của máy liên hợp, k1 = 0,85ữ0,90; k2 - hệ số tin cậy của các loại máy và thiết bị khác ảnh hưởng đến hoạt động của máy liên hợp, k2 = 0,80ữ0,85; Tph - chi phí thời gian cho các công tác phụ ở cuối mỗi luồng khấu (di chuyển đầu máng cào và máy liên hợp ở cuối lò chợ, chuẩn bị máy để khấu than ở luồng mới), Tph = 25ữ30 phút; nck - số chu kỳ khấu than trong một ngày đêm (số dải khấu), phụ thuộc vào cách tổ chức công tác lò chợ, kiểu máy, chiều rộng dải khấu, độ kháng cắt của than v.v , nck = 3ữ6;
32. 133 vc - tốc độ di chuyển máy khi công tác, có thể lấy theo tính năng kỹ thuật của máy hay tính theo các công thức xuất phát từ độ kháng cắt của than, vc =1,5ữ4,0 m/phút; tph - thời gian thao tác các công tác phụ khác của quy trình công nghệ lò chợ, tính cho 1m dài của gương lò, tph = 0,2ữ0,3 phút/m; Σlbk - tổng chiều dài các buồng khấu ở hai đầu lò chợ, phụ thuộc vào kích thước của máy, vị trí của đầu máng cào, kiểu máng cào v.v Khi máy liên hợp có khả năng tự cắt rạch hay khấu theo dải chéo thì trị số Σlbk rất nhỏ hoặc có thể bằng không. ở trường hợp khai thác các vỉa than nguy hiểm về khí nổ mêtan, chiều dài lò chợ xác định theo công thức trên cần được kiểm tra theo điều kiện thông gió bằng công thức: 864Svgdk Ltg , m qktknckrmγ 1% trong đó: 864 = 24.60.60s 100% S - diện tích thoát gió nhỏ nhất của tiết diện lò chợ, m2; vg - tốc độ gió cho phép tối đa trong lò chợ theo quy phạm an toàn, vg = 4 m/s; d - nồng độ mêtan cho phép trong gió bẩn đi ra từ lò chợ, khi thông gió độc lập d = 1%, khi thông gió nối tiếp có gió sạch bổ sung d = 0,5%; k - hệ số kể đến sự rò gió qua khoảng trống phá hỏa sau lò chợ, k = 1,2ữ1,4; q - lượng xuất khí mêtan vào dòng gió bẩn đi ra từ lò chợ, m3/t khai thác trong một ngày đêm; ktk - hệ số kể đến sự tháo khí tự nhiên trước khi tiến hành khai thác, đối với hệ thống khai thác chia cột, phá hỏa toàn phần ktk = 0,7; r - chiều rộng dải khấu, m; m - chiều dày khấu của vỉa, m; - trọng lượng thể tích của than, t/m3. 10.2. Công nghệ khai thác than bằng máy liên hợp ở các vỉa dốc nghiêng và nghiêng-đứng, mỏng và dày trung bình ở các vỉa dốc nghiêng và nghiêng-đứng, có góc dốc thay đổi từ 30 đến 40o, công nghệ khấu than bằng máy liên hợp về cơ bản giống như công nghệ ở các vỉa dốc thoải. Tất nhiên, do độ dốc đáng kể, có thể ảnh hưởng đến nhiều khâu công tác trong lò chợ, cho nên ở đây có những đặc điểm công nghệ riêng. Đặc điểm đầu tiên là khi khấu than từ trên khung của máng cào, máy liên hợp có thể trượt tự do xuôi theo chiều dốc của lò chợ bằng trọng lượng bản thân nó. Do đó, việc di chuyển máy được thực hiện nhờ các tời cáp đặt trên lò dọc vỉa thông gió (hình 88), cũng có khi nhờ xích truyền lực căng dọc máng trượt phối hợp với tời cáp bảo hiểm.
33. 134 Đặc điểm thứ hai là than khấu được bằng máy có thể tự trượt theo lòng máng, xuôi xuống mức lò dọc vỉa vận tải. Cho nên trong lò chợ, có thể chỉ cần dùng các đoạn khung máng cào, tháo bỏ bộ truyền động, xích và các thanh cào, hoặc cũng có thể dùng máng cào thông thường, nhưng chúng làm việc ở chế độ hãm. Việc xếp tải lên máng được thực hiện nhờ các tang xoắn của máy liên hợp và tấm gạt than kiểu lưỡi cày (xem hình 88). a) b) Hình 88: Công nghệ dùng máy liên hợp ở lò chợ nghiêng-đứng a- Luồng khấu từ dưới lên b- Luồng khấu từ trên xuống Đặc điểm thứ ba là do độ dốc khá lớn, lực ma sát giữa máng cào và nền lò, sinh ra trong khi di chuyển máng cào sang luồng mới, giảm khá nhiều so với khi dốc thoải, cho nên có thể di chuyển máng cào bằng chính lực di chuyển máy liên hợp. Để làm được như vậy, người ta sử dụng một kết cấu khung có gắn con lăn, lắp nối với máy liên hợp bằng một đoạn xích dài 8-12 m. Đặc điểm thứ tư là việc chống lò và điều khiển áp lực mỏ. Khi điều khiển áp lực mỏ bằng phương pháp phá hỏa toàn phần, ở luồng khấu từ dưới lên trên, máy liên hợp khấu than ở lò chợ theo từng đoạn gương dài 40-50 m, không cần phải chống giữ ngay các đoạn lò chợ. Việc chống các đoạn lò chợ này được tiến hành vào lúc dừng của máy giữa hai đợt khấu than, trong phạm vi đã di chuyển xong máng cào. Công tác di chuyển các vì chống phá hỏa cũng được tiến hành vào lúc dừng máy, ở khoảng cách 30-50 m phía dưới máy liên hợp. Để máy không phải dừng quá lâu, việc chống lò và di chuyển vì phá hỏa phải được chuẩn bị kỹ càng trong lúc máy đang khấu than, khi máy dừng, cần phải thao tác thật nhanh gọn các công việc này.
34. 135 Khi máy liên hợp hoạt động theo luồng từ trên xuống dưới thì việc chống lò có thể đi tiếp liền phía sau máy. Việc khấu và chống lò được tiến hành liên tục trên suốt chiều dài lò chợ. Còn việc di chuyển vì chống phá hỏa ở các vỉa dốc nghiêng và dốc đứng theo chiều từ trên xuống dưới bị nghiêm cấm, cho nên ở đây, việc này sẽ được tiến hành sau khi máy liên hợp kết thúc luồng khấu. Dựa vào các đặc điểm vừa nêu trên, việc tổ chức các công tác của lò chợ dốc nghiêng, khấu than bằng máy liên hợp khấu hẹp từ trên khung của máng cào theo sơ đồ con thoi, có thể được thể hiện như trên biểu đồ tổ chức công tác của hình 89. L Ca I Ca II Ca III Ký hiệu (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 180 Khấu than và đẩy máng Dựng vì chống 135 gần gương Di chuyển hàng cột phá hỏa 90 Khấu và chống buồng Chuyển gỗ 45 Kiểm tra, sửa chữa thiết bị 0 Hình 89: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ Khi vỉa dốc tới 40-55o, lúc đó trong lò chợ không cần có thiết bị vận tải than, công nghệ khấu than dùng máy liên hợp sẽ giống như công nghệ ở các vỉa dốc đứng mà chúng ta sẽ xem xét ở mục dưới đây. 10.3. Công nghệ khai thác than bằng máy liên hợp ở các lò chợ dốc đứng, khi vỉa than mỏng và dày trung bình 10.3.1. Các thông số công nghệ của máy liên hợp dùng cho các vỉa dốc đứng: Khai thác vỉa dốc đứng có những đặc điểm riêng về mặt chống lò, điều khiển đá vách cũng như về các mặt công tác khác của quy trình công nghệ lò chợ. Chẳng hạn, trong các lò chợ dốc đứng quá trình tải than lên phương tiện vận chuyển bị loại bỏ vì, như trên đã nói, than khấu ra sẽ tự chảy dọc theo lò chợ. Do đó, bản thân sơ đồ công nghệ khấu than được đơn giản hóa, vì bỏ được máng cào, còn máy liên hợp thì có kết cấu đơn giản hơn vì nhiệm vụ của nó chỉ còn hạn chế trong lĩnh vực tách phá than. Đặc điểm này có thể giải thích vì sao máy liên hợp dùng cho vỉa dốc đứng có kết cấu hoàn toàn khác so với các loại máy dùng cho vỉa dốc thoải và dốc nghiêng . Nhiều loại máy liên hợp dùng cho vỉa dốc đứng chỉ khấu than theo một chiều, từ dưới lên trên, chiều rộng khấu một dải thường là 0,8; 0,9 hoặc 1,0 m, tương ứng với khoảng cách theo phương giữa các hàng cột chống. Việc di chuyển máy dọc gương lò chợ được thực hiện nhờ tời cáp và hệ thống ròng rọc đặt trên lò dọc vỉa thông gió. Khi khấu than, cũng như khi được thả, máy trượt trên trụ (vách nằm) của vỉa.
35. 136 Điển hình trong các máy liên hợp dùng cho vỉa dốc đứng là máy kiểu Temp của SNG (hình 90). 4 4 1- Động cơ điện 3 2- Bộ phận thiết bị điện 5 5 3- Bộ phận công tác 4- Tang chính 1 5- Tay có xích cắt 6 6- Tang phụ 2 6 Hình 90: Máy liên hợp Temp dùng cho các vỉa dốc đứng (> 40 độ) Temp dùng để khấu các vỉa than dày 0,6ữ2,2 m (0,6ữ1,2; 0,9ữ1,5; 1,4ữ2,2) có góc dốc lớn hơn 40o. Máy có hai tang khấu (chính và phụ), liên kết với nhau bởi tay đứng có xích cắt (xem hình 90, b). Khi máy làm việc, tang chính sẽ khấu phần than của dải khấu ở phía trụ của vỉa, phần than còn lại sẽ được khấu bởi tay cắt và tang phụ. Tay cắt và tang phụ có thể điều chỉnh tùy theo chiều dày của vỉa. Xích cắt còn có nhiệm vụ truyền động cho tang trên. 0,3 m 0,9 Hình 91: Sơ đồ bố trí máy liên hợp Temp 4,7 trong gương lò chợ 0,9 0,9 1,2 ở mỗi luồng khấu, phía trước máy liên hợp phải để một khoảng cách ít nhất là 0,25-0,3 m từ gương lò chợ tới hàng cột chống đầu tiên (hình 91) để đặt thanh trượt cho máy, đặt ống mềm dẫn nước, cáp điện và cáp truyền lực. Sau khi khấu dải than chiều rộng của vùng gương lò không chống lên tới 1,2 m. Khi chống lò bằng các khung chống gỗ, có thể tiến hành theo hai cách: cách thứ nhất là sau khi thả máy xuống dưới, cần dựng các vì chống cách gương lò 0,25-0,3 m theo suốt chiều dài lò chợ. Cách thứ hai là phối hợp công tác khấu và công tác chống lò. Khi đó,
36. 137 máy liên hợp bắt đầu khấu dải tiếp theo và ở phía trước máy, dọc theo lò chợ tiến hành chống lò. Như vậy, cho phép rút ngắn thời gian của một chu kỳ. Chiều dài lò chợ dùng máy liên hợp kiểu Temp có thể đạt tới 180-200 m. Buồng khấu ở đầu dưới của lò chợ khá lớn, cao 15-20 m theo chiều dốc, rộng tới 10-20 m theo phương, có tác dụng là buồng lưu than khấu ra ở gương lò chợ. Buồng khấu này thường được chia thành hai, ba bậc, vì nếu buồng khấu có hình chữ nhật đi chăng nữa, than lưu ở đó nằm theo góc trượt tự nhiên, không thể nào chất đầy được phần trên của buồng. Ngoài ra, việc giảm độ vượt trước của buồng lưu than làm giảm khả năng tự sập của phần dưới của gương dành cho máy hoạt động. Do máy liên hợp không thể lấy hết phần trên của dải khấu vì vướng đầu buộc cáp và thanh trượt của máy, cho nên ở đầu trên của lò chợ, giáp với lò dọc vỉa thông gió cũng cần có một buồng khấu. Buồng khấu này có chiều rộng theo phương ứng với 1-2 lần chiều rộng của dải khấu, còn theo chiều dốc có kích thước là 4-6 m. Để tăng độ tiếp xúc của máy liên hợp và gương lò, đồng thời giảm tốc độ tự chảy của than trên nền lò (như vậy giảm được hiện tượng sinh bụi), gương lò chợ thường được tạo nghiêng một góc 5-8o so với chiều dốc, về phía khối than nguyên. Đôi khi độ lệch nghiêng này đạt tới 10-15o hoặc lớn hơn nữa. 10.3.2. Sơ đồ công nghệ và tổ chức công tác trong lò chợ: Tổ thiết bị lò chợ khi dùng vì chống đơn bằng gỗ gồm có: máy liên hợp kiểu Temp, tời cáp được điều khiển từ xa, các thanh dầm thép có hệ thống ròng rọc để hướng cáp công tác và cáp bảo hiểm. 4 3 2 5 Hình 92: Sơ đồ lò chợ dùng máy liên hợp ở vỉa dốc đứng 1 1- Máy liên hợp 2- Tời 3- Ròng rọc hướng cáp 4- Cáp truyền lực 5- Buồng chuẩn bị thả máy 6- Buồng lưu than 7- Cửa tháo than. 6 7 Máy liên hợp có thanh trượt, nằm ở phía đầu máy và được đúc liền với thân máy. Cáp công tác và cáp bảo hiểm của tời được buộc vào thanh trượt. Thợ lái máy điều khiển tời và máy từ xa, nhờ hộp công tắc xách tay, luôn ở mức cao hơn máy 10-15 m. Một dải than dài khoảng 100 m máy có thể khấu hết
37. 138 trong vòng 1,5-3 h, tùy theo độ kiên cố của than và chiều dày của vỉa. Than khấu được tự chảy xuống buồng lưu. Sau khi khấu hết một dải, máy được thả xuống dưới, trở về vị trí xuất phát, việc này tốn khoảng gần 1 h, và chuyển máy sang luồng mới, tức là máy được đưa vào buồng lưu than, còn cáp truyền lực, ống nước, cáp điện áp sát trực tiếp vào gương lò. Trong khi thả máy, cứ ở mỗi khoảng 10-15 m người ta lại đặt các sàn bảo hiểm để bảo vệ công nhân có mặt trong lò chợ, không bị tai nạn do than hoặc các vật khác có thể rơi xuống. Thời gian còn lại của một ca khấu than dùng để dựng vì chống gần gương, từ dưới lên trên, đồng thời ở nhiều đoạn lò chợ, mỗi đoạn dài khoảng 10-20 m (xem biểu đồ tổ chức công tác hình 93). L Ca I Ca II Ca III Ký hiệu (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 160 Khấu than Hạ máy 120 Chống lò Khấu và chống buồng 80 Chuyển gỗ Xếp cũi Phá hỏa 40 Kiểm tra, sửa chữa thiết bị 20 0 Hình 93: Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ khi vỉa dốc đứng Khi điều khiển áp lực mỏ bằng phá hỏa toàn phần các vì chống phá hỏa được bố trí theo tuyến thẳng hoặc so le nhau (hình 93). Khoảng cách giữa các hàng vì phá hỏa thường lấy bằng 2-3 lần chiều rộng một dải khấu. Việc khấu than trong các buồng khấu được tiến hành bằng búa chèn hoặc khoan nổ mìn. Trong buồng lưu than các công tác khấu và chống tương tự như ở các gương lò chợ bậc chân khay. Trong ca sửa chữa và chuẩn bị, đội thợ gồm 20-25 người đảm nhận việc chuyển vật liệu chống lò vào lò chợ, dựng các vì phá hỏa (xếp cũi), và thay các cột chống bị nén gẫy trong vùng gương lò. Việc chuyển gỗ vào lò chợ có thể được thực hiện kết hợp với việc thả máy liên hợp, khi đó người ta dùng các loại containơ chuyên dùng gắn vào máy và cáp truyền lực để chuyên chở vật liệu. Như vậy, quá trình thả máy phải dừng nhiều lần để cấp gỗ cho các đoạn lò chợ, kết quả là thời gian thả máy tăng lên nhiều. Do đó, phương pháp vận chuyển vật liệu này chỉ áp dụng cho đoạn dưới của lò chợ. Việc chuyển gỗ còn có thể được tiến hành nhờ dây chuyền một xích mắt tròn vô tận (hình 94). ở mỗi đoạn xích dài 3 m người ta gắn một “gầu“ chuyên dùng để tải một cột gỗ tròn hoặc hai thanh chèn tiết diện bán nguyệt. Gỗ được chuyển từ lò dọc vỉa thông gió đến các điểm cần cung cấp trong lò chợ. Việc chất tải và dỡ tải cho dây chuyền có thể thao tác nhẹ nhàng bằng tay.
38. 139 Hình 94: Sơ đồ chuyển gỗ vào lò chợ dốc đứng bằng dây chuyền một xích vô tận Ngoài ra, trong ca sửa chữa và chuẩn bị còn có ba đến bốn công nhân cơ điện chịu trách nhiệm kiểm tra và sửa chữa máy liên hợp, tời cáp, ống nước, cáp điện v.v 10.4. Đặc điểm của công nghệ khai thác than dùng máy liên hợp ở các vỉa dày Cho đến nay chưa có một loại máy liên hợp nào có thể khấu hết toàn bộ chiều dày của vỉa đối với các vỉa than dày. Do đó, để có thể áp dụng các máy liên hợp khấu than, người ta phải chia các vỉa dày thành nhiều lớp khấu, mỗi lớp sẽ được coi như là một vỉa dày trung bình (1,8-3,5 m). Thông thường, việc dùng máy liên hợp chỉ được dùng để khai thác các vỉa dày, dốc thoải và dốc nghiêng, khi chia vỉa than thành các lớp nghiêng. 10.4.1. Công nghệ khai thác vỉa dày khi chia thành nhiều lớp nghiêng: 1. Thứ tự khấu các lớp: Khi dùng máy liên hợp để khai thác các lớp nghiêng của vỉa dày, cần phải khấu lần lượt từng lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới, chỉ như vậy thì nền lò chợ lúc nào cũng là khối than nguyên, giúp máy liên hợp hoặc máng cào di chuyển dễ dàng. Trong trường hợp khấu các lớp theo thứ tự ngược lại, tức là phải điều khiển áp lực mỏ bằng chèn lò toàn phần, thì nền lò chợ sẽ là khối đá chèn, cho nên máy liên hợp hay máng cào rất dễ bị lún, hoạt động rất khó khăn dọc gương lò. 2. Công nghệ khai thác các lớp, có lớp than đệm giữa hai lớp khấu: Theo kiểu công nghệ này, ở mỗi lớp khấu người ta lấy than theo hai hình thức khác nhau. Hình thức thứ nhất là khấu than bằng máy liên hợp ở lớp khấu, hình thức này hoàn toàn giống như công nghệ khấu than ở các vỉa mỏng và dày trung bình. Hình thức thứ hai là lấy than do phá hỏa lớp đệm. Để có thể lấy được hoàn toàn than sạch khi phá hỏa lớp đệm và giảm tổn thất than, người ta sử dụng giàn chống dẻo để ngăn cách vùng đá phá hỏa và không gian lò chợ (hình 95). Việc lắp ráp giàn dẻo được tiến hành trong lò chợ của lớp khấu trên cùng của vỉa.
39. 140 1 4 3 2 Hình 95: Khai thác vỉa dày theo các lớp khấu từ trên xuống dưới, phá hỏa toàn phần, có lớp than đệm giữa các lớp khấu, ngăn cách vùng phá hỏa bằng giàn dẻo: 1- Các lớp khấu bằng máy liên hợp 2- Các lớp than đệm giữa các lớp khấu 3- Giàn chống dẻo ngăn cách vùng phá hỏa 4- Khối than vụn lấy được khi phá hỏa. 2 3 1 Hình 96: Phá sập cưỡng bức lớp than đệm bằng khoan nổ mìn (phá hỏa lấy than): 1- Khối than vụn khấu được khi phá lớp đệm 2- Các lỗ mìn phá lớp đệm 3- Giàn dẻo ngăn cách vùng phá hỏa. Chiều dày của lớp đệm, ngăn cách hai lớp khấu, thường là 0,2-0,5 m, cũng có khi lấy tới 2 m, phụ thuộc vào độ kiên cố của than và quy trình công nghệ áp dụng trong lớp khấu. Khi di chuyển hàng vì chống phá hỏa, lớp than đệm có thể tự sập lở dưới tác động của đất đá phá hỏa nằm bên trên nó. Khi lớp than đệm khá kiên cố và không thể tự sập được, người ta phá sập cưỡng bức nó bằng khoan nổ mìn ở từng đoạn gương lò chợ (hình 96). Để ngăn ngừa khả năng các lỗ mìn được khoan trong lớp than đệm bị đứt đoạn, người ta di chuyển các vì chống phá hỏa của lò chợ sau khi khoan, nạp các lỗ mìn và trước khi nổ mìn. Nói chung, kiểu công nghệ khai thác này có những nhược điểm nghiêm trọng như sau: - Khối lượng đào các lò chuẩn bị ở các lớp khấu của vỉa khá lớn và việc bảo vệ chúng khó khăn. - Việc phá hỏa lấy than đòi hỏi khâu xúc bốc chủ yếu phải làm bằng tay, cho nên tốn nhiều sức lao động. Mặt khác, lượng than vụn kẹt dưới giàn dẻo không thể lấy hết được, tổn thất than có thể đạt tới 25-30 % và có khi lớn hơn.
40. 141 3. Công nghệ khấu than không để lại lớp than đệm giữa các lớp khấu: Kiểu công nghệ này loại bỏ được nhược điểm của việc phá hỏa lấy than ở sau không gian lò chợ, nhưng lại đòi hỏi phải đặt các lớp lót sơ bộ giữa các lớp khấu (hình 97), còn được gọi là nóc giả của lò chợ. 60-100 m Hình 97: Công nghệ khấu than chia vỉa dày thành các lớp nghiêng, lót nóc giả giữa các lớp khấu Để cho các lò chợ ở các lớp khấu hoạt động trong khu vực đá phá hỏa đã nén chặt và ổn định, độ vượt trước giữa các lò chợ ở hai lớp khấu kề nhau thường được lấy bằng 60 - 100 m, trên cơ sở kiểm nghiệm các điều kiện của thực tế sản xuất. Trong các gương lò chợ của các lớp khấu, trừ lớp trụ dưới cùng, người ta tiến hành lát nền làm nóc giả cho lớp dưới. Khi trong lò chợ sử dụng các vì chống đơn bằng gỗ hay kim loại, nền lò được lát bằng các dầm và ván gỗ (xem hình 98). Việc lát nền được tiến hành như sau: ngay đằng sau luồng hoạt động của máy liên hợp và máng cào, người ta đào các rãnh có chiều sâu và chiều rộng tương ứng với kích thư- ớc của các dầm gỗ (đường kính 18-20 cm) ở nền lò và thẳng góc với gương lò chợ, để đặt vừa các dầm gỗ, sẽ là xà của lò chợ lớp dưới sau này. Khoảng cách giữa các dầm gỗ chính là khoảng cách giữa các khung chống của lò chợ lớp dưới. Khoảng trống giữa các dầm gỗ được lát kín bằng các tấm ván phẳng hoặc gỗ bìa dày từ 3 đến 5 cm để ngăn đá phá hỏa lọt vào không gian lò chợ của lớp dưới. 1 3 2 0,8 - 1,0 2,0 - 2,5 m Hình 98: Cấu tạo của lớp lót nền lò chợ làm nóc giả cho lớp dưới 3 1 1- Cột chống của vì gần gương 2- Các dầm gỗ (xà) 3- Các tấm ván 2
41. 142 Tuy công nghệ khấu than vừa nêu không gây ra tổn thất than, song nó không tránh khỏi những nhược điểm là: tiêu hao gỗ cao và tốn nhiều sức lao động vào việc chống lò cũng như lát nền. Ngoài ra, cũng giống kiểu công nghệ để lại lớp than đệm giữa các lớp khấu, kiểu công nghệ này đòi hỏi phải tiến hành một khối lượng đào và bảo vệ các đường lò chuẩn bị ở các lớp rất lớn. Để tránh điểm này, ở các vỉa than dày, dốc thoải, người ta áp dụng kiểu công nghệ rút bớt được số lớp khấu, bằng cách dùng giàn dẻo kết hợp với máy liên hợp và vì chống cơ khí hóa kiểu chắn KTU (SNG). Vấn đề này chúng ta sẽ xem xét ở phần sau. Chương 11 : Công nghệ khai thác than bán cơ khí hóa dùng máy bào 11.1. Những khái niệm về công nghệ khai thác than dùng máy bào Một trong những phương hướng phát triển công nghệ khấu than tiên tiến trong lò chợ dài là khấu bằng máy bào. Công nghệ khai thác than dùng máy bào có những đặc điểm như sau: - Dùng bộ phận công tác kiểu lưỡi bào hớt từng mảng than lớn ở gương lò chợ. - Khi khấu than bộ phận công tác di chuyển dọc gương lò chợ với tốc độ cao. - Chiều rộng khấu của mỗi luồng được rút ngắn. - Chống lò và điều khiển đá vách khi gương lò dịch chuyển liên tục. Qua các đặc điểm trên dễ dàng thấy rằng, công nghệ khai thác dùng máy bào thực hiện được cách khấu than theo dây chuyền liên tục, có cường độ cao trong lò chợ. Ngoài ra, kiểu công nghệ này còn nâng cao được chất lượng cỡ hạt than một cách đáng kể. Như ở chương 4 đã đề cập đến, hiện nay các loại máy bào tĩnh được dùng rộng rãi hơn cả và chúng được phân biệt thành máy bào có lưỡi liền và lưỡi có răng, theo hình dáng của bộ phận công tác. Máy bào có lưỡi liền được dùng trong các vỉa than mềm khi đá vách và trụ ổn định, vì khi dùng loại máy bào này phải có không gian không chống sát gương khá lớn. Nhược điểm của máy bào có lưỡi liền là không tập trung được hướng di chuyển, do đó, khi vỉa có cấu trúc không đồng nhất, máy bào có xu hướng hoặc đi theo trụ, hoặc đi theo vách, hoặc bị lật ở gương lò hay trên máng cào. Các máy bào có răng làm việc ổn định hơn và dùng được ở các vỉa than có độ kiên cố từ trung bình trở xuống. Sau khi khấu một dải than, máy bào tạo thành một rạch trong khối than, rạch này dùng làm khe hướng để cho máy bào di chuyển khi khấu dải tiếp theo. Trong công nghệ khấu than dùng máy bào, tốc độ di chuyển khi làm việc của máy bào dọc gương lò có một ý nghĩa lớn. Theo yếu tố này, các máy bào tĩnh còn được chia ra thành loại bào chậm và loại bào nhanh. Các thiết bị bào chậm làm việc với tốc độ 20 m/ph và dùng để khấu than có độ kháng cắt trung bình. Lực kéo xích của các máy bào chậm đạt đến 20-30 T khi
42. 143 làm việc trong than kiên cố và liên kết chặt; chiều dày khấu một dải của chúng thay đổi từ 75 đến 150 mm. Các thiết bị bào nhanh có tốc độ di chuyển đạt tới 40-60 m/ph, hiện nay người ta đang nghiên cứu chế tạo các thiết bị bào với tốc độ 100 m/ph. Chiều dày một dải khấu của máy bào nhanh giảm xuống 50-100 mm nên cho phép giảm lực kéo ở xích của máy bào. Nếu chú ý đến tính chất tách than khỏi khối bằng lưỡi bào, thì vấn đề bố trí tuyến gương lò chợ đối với thớ nứt của khối than có ý nghĩa lớn. Thực tế đã chứng tỏ rằng, yếu tố vừa nêu có ảnh hưởng quyết định tới tỉ lệ than cỡ lớn sinh ra, cũng như tới trị số lực cắt cần thiết, suất năng lượng tiêu hao, độ ổn định của máy bào và năng suất của nó. a ) b) c) Hình 99: Sơ đồ bố trí gương lò chợ đối với thớ nứt Trên hình 99 trình bày các sơ đồ điển hình về cách bố trí tuyến của gương lò đối với thớ nứt. Về mặt lý thuyết, khi máy bào làm việc theo hai chiều, tuyến gương lò cần bố trí song song với thớ nứt (xem hình 99, a). Song, trong thực tế không phải lúc nào cũng có thể áp dụng cách bố trí đó vì yêu cầu của quy hoạch chung các đường lò trong ruộng mỏ, hoặc do tính ổn định của đá vách Do đó, khi máy bào làm việc theo sơ đồ hai chiều, nên bố trí tuyến gương lò dưới một góc nhỏ hơn 45o với phương của mặt phẳng thớ nứt (hình 99, b). Hợp lý hơn cả là với góc 10-15o. Máy bào có thể được sử dụng ở các vỉa có độ dốc bất kỳ. Trong phạm vi chương này chúng ta chỉ xem xét công nghệ khấu than dùng máy bào ở các vỉa dốc thoải và dốc nghiêng. 11.2. Thiết bị bào Hiện nay việc bố trí thiết bị bào, trong đó máy bào có đường dẫn kiểu ống đặt ở phía gương lò của máng cào được áp dụng rất rộng rãi. Do đó, thiết bị bào hợp nhất với máng cào lò chợ thành một tổ thiết bị liên hợp thống nhất, đặc biệt là việc bố trí thiết bị truyền động của máy bào. Trên quan điểm bố trí các bộ truyền động của thiết bị bào và máng cào lò chợ người ta phân biệt ba sơ đồ bố trí: - Theo sơ đồ trên hình 100, a, cả hai bộ truyền động của máy bào và máng cào, được cho vào một hệ thống gồm hai bộ truyền động bố trí ở hai phía của máng cào; - Theo sơ đồ của hình 100, b, các bộ truyền động của máy bào và máng cào bố trí về cạnh xa gương lò của máng cào; - Theo sơ đồ của hình 100, c, bộ truyền động của máy bào được bố trí về phía gương lò của máng cào, còn hai bộ truyền động của chính máng cào được bố trí về cả hai phía.
43. 144 a) b) c) Hình 100: Sơ đồ bố trí các bộ truyền động của thiết bị bào và máng cào ở đầu lò chợ Hình dáng chung của thiết bị bào được trình bày trên hình 101. Thực chất của việc khấu than bằng máy bào như sau. Máy bào trong lúc di chuyển, dùng các răng 1 để hớt một dải than ra khỏi bề mặt của gương lò. Hình 101: Hình dáng chung của máy bào Than tách ra được lưỡi gạt 2 gạt lên máng cào lò chợ 3. Thân máy bào với răng cùng với lưỡi gạt được di chuyển dọc theo gương lò theo đường ống dẫn 4 gắn
44. 145 với khung máng cào. Cứ mỗi lần khấu xong một dải than, máng cào lò chợ cùng với máy bào lại được di chuyển về phía gương lò chợ bằng các kích thủy lực (hoặc khí nén) 5 để khấu dải than tiếp theo. Máng cào ở gương hoạt động được nhờ bộ truyền động 6, còn máy bào di chuyển được dọc lò chợ nhờ bộ truyền động 7. Trên hình 102 thể hiện một số máy bào than của hãng DBT (Đức). a) b) Hình 102: Các máy bào của hãng DBT a – dùng cho vỉa mỏng ; b – dùng cho vỉa dày trung bình 11.3. Sơ đồ công nghệ khấu than dùng máy bào 11.3.1. Chu kỳ sản xuất trong lò chợ dùng máy bào: Một chu kỳ ở lò chợ dùng máy bào là tập hợp tất cả các công tác, cần tiến hành để khấu than, dịch chuyển gương lò qua một khoảng tương ứng với một bước phá hỏa. ở các lò chợ dùng thiết bị bào và vì chống đơn kim loại, bước phá hỏa đá vách thường lấy bằng 0,8-1,2 m. Chu kỳ sản xuất của lò chợ dùng máy bào bao gồm các công tác sau: 1. Điều khiển thiết bị bào: Việc khấu than bằng thiết bị bào do hai thợ máy điều khiển là thợ chính và thợ phụ. Trước khi bước vào khấu than họ phải xem xét trạng thái của thiết bị bào, kiểm tra hệ thống dầu hoặc khí nén và hệ thống thông tin, tín hiệu. Thợ máy chính luôn túc trực ở đầu lò chợ giáp với lò dọc vỉa vận tải (hay lò song song), nơi bố trí bộ truyền động của máy bào, còn vị trí công tác của thợ phụ là đầu lò chợ giáp với lò thông gió. Trong khi khấu than, các thợ điều khiển thiết bị bào phải để cho các đầu truyền động phải vượt trước khung máng cào không ít hơn 20 cm, nếu không nhánh xích công tác của máy bào khi hoạt động sẽ cọ vào máng cào, dễ làm mòn các chi tiết của thiết bị và có thể gây ra sự cố. Các đầu truyền động của máy bào cần được di chuyển qua mỗi luồng khấu. Sau khi máy bào rời xa đầu truyền động khoảng 10-15 m, thợ máy phải dùng kích thủy lực di chuyển đầu truyền động qua một khoảng tương ứng với chiều rộng của dải khấu. Các thợ máy còn phải xem xét trạng thái của các răng cắt (dao cắt) của lưỡi bào và chú ý theo dõi các tín hiệu của công nhân lò chợ truyền ra, bởi vì bằng mắt thường thợ máy không thể theo dõi được hoạt động của lưỡi bào trong lò chợ từ vị trí công tác của mình. 2. Sửa gương và chống giữ lò chợ: Các công tác sửa gương, đặt vì chống gần gương và điều khiển áp lực mỏ do các công nhân lò chợ đảm nhận. Khi sử dụng các vì chống đơn bằng kim loại thì một cặp thợ phải đảm nhận một đoạn lò chợ dài 15-20 m, tùy theo các điều kiện cụ
45. 146 thể. Sau khi lưỡi bào đi qua phần gương của mình, công nhân lò chợ phải dọn sạch than vụn bị vãi qua thành máng cào, phá và dọn sạch lớp than ở trụ nếu lưỡi bào để sót, hoặc phá lớp than ở vách nếu nó không tự sập. Theo mức độ di chuyển của máng cào lò chợ, cần phải lắp dựng xà công sơn kim loại và các cột chống phù hợp với hộ chiếu chống lò. Trên hình 103 trình bày một số kiểu hộ chiếu chống lò chợ. a) b) c) Hình 103: Hộ chiếu chống lò chợ dùng máy bào a - Bố trí các cột thành hàng, xà so le; b - Bố trí cả cột và xà so le; c - Bố trí cột và xà theo kiểu răng cưa Việc điều khiển áp lực mỏ được tiến hành bằng các cột phá hỏa thủy lực, cụ thể là: trước khi phá hỏa phải xem xét trạng thái của vách, dọn sạch trụ, dỡ tải các cột phá hỏa, di chuyển và lắp chúng ở vị trí mới. Sau đó tiến hành tháo các cột và xà của vì gần gương bị nằm lại sau tuyến phá hỏa, xếp chúng ở khu vực sát máng cào để dùng lại ở vùng sát gương. 3. Di chuyển máng cào: Việc này cũng do công nhân lò chợ đảm nhận nhờ các kích thủy lực ở đoạn lò chợ của mình. Khi cần pít tông của kích đã duỗi hết, cần phải di chuyển kích thủy lực, tức là: dọn sạch vị trí mới của kích, tháo cột tựa của kích, kéo kích lên sát máng cào và đặt lại cột tựa cho nó. Khoảng cách giữa các kích di chuyển máng cào thường là 5-6 m . 4. Chuẩn bị các buồng khấu: Trong lò chợ dùng máy bào cần có hai buồng khấu ở hai đầu lò chợ, chúng tương đương nhau và dài theo hướng dốc 6-8 m, để đủ bố trí các bộ truyền động của thiết bị bào và máng cào lò chợ cùng với toàn bộ lưỡi bào khi chuyển chúng sang luồng khấu mới. Chiều rộng của các buồng theo phương không nhỏ hơn 3 m. Công nghệ phá than ở các buồng là khoan nổ mìn hoặc dùng búa chèn, xúc bốc bằng tay.
46. 147 5. Kiểm tra và sửa chữa thiết bị lò chợ: Các công tác này thường được tiến hành vào ca sửa chữa và chuẩn bị do đội thợ cơ điện đảm nhận. Cũng có thể tiến hành kiểm tra và sửa chữa thiết bị thường xuyên, xen kẽ giữa các chu kỳ sản xuất hoặc gối đầu giữa các ca. 11.3.2. Tổ chức công tác trong lò chợ dùng máy bào: Tất cả các công tác của lò chợ thường được một đội thợ toàn năng thực hiện trong một ngày đêm. Số công nhân trong đội thợ được xác định dựa vào khối lượng các công tác và định mức lao động của các mặt công tác (xem chương 9). Khi lò chợ làm việc theo chế độ ba ca, mỗi ca 8 giờ thì nên dành hai ca sản xuất để khấu than, còn ca thứ ba sẽ là ca sửa chữa và chuẩn bị. 2 23 24 22 21 A - A 7,8 A A Hình 104: Bố trí công nhân 5,6 trong lò chợ dùng máy bào USB-2M 1, 2 - Thợ máy chính và phụ điều khiển máy bào; 3-22 - Công nhân lò chợ; 23-26 - Công nhân buồng khấu; 27 - Thợ cơ điện trực ca 3,4 25 26 1 27 Đối với sơ đồ công nghệ lò chợ, thể hiện trên hình 104, trong ca khấu than nên bố trí công nhân như sau: một thợ máy điều khiển thiết bị bào ở đầu truyền động phía dưới của lò chợ, một thợ máy khác (thợ phụ) làm việc ở đầu truyền động phía trên, ở mỗi đoạn lò chợ (15-20 m) có một cặp công nhân lò chợ đảm nhận các việc: sửa gương, di chuyển máng cào lò chợ, đặt vì chống gần gương, chuyển cột phá hỏa; trong mỗi buồng khấu ở hai đầu lò chợ có hai công nhân tiến hành khấu than và chống giữ buồng khấu; ở điểm chất tải cho máng cào ở lò dọc vỉa vận tải
47. 148 (hay lò song song) còn có một công nhân làm việc, nhiều khi người này chính là thợ cơ điện trực ca. Trên hình 104 trình bày cách bố trí công nhân điển hình trong lò chợ dài trên dưới 200 m. Trong ca sửa chữa và chuẩn bị thường có 8-10 thợ cơ điện làm việc. Nhiệm vụ của họ là kiểm tra, sửa chữa và cho hoạt động thử máy bào, máng cào, hệ thống thủy lực, hệ thống thông tin, tín hiệu v.v Một thí dụ về tổ chức công tác lò chợ dùng thiết bị bào trong một ngày đêm được thể hiện trên biểu đồ tổ chức hình 105. ở đây, lò chợ dài 200 m làm việc ba ca: hai ca sản xuất, một ca sửa chữa và chuẩn bị, dùng thiết bị bào nhanh USB-2M, khấu các dải than dày 100 mm, bước phá hỏa là 0,8 m, mỗi ca khấu than thực hiện hai chu kỳ sản xuất. Đội thợ toàn năng gồm 64 người đảm nhận mọi công việc trong lò chợ. Việc bố trí nhân lực cho các ca thể hiện trên biểu đồ hình 105. a) L Ca I Ca II Ca III Ký hiệu (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 200 Bào than, sửa gương, dọn nền, đẩy máng, chống lò Phá hỏa đá vách 100 Khấu và chống buồng Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị 0 b) Số công nhân Tổng Ca I Ca II Ca III TT Nghề thợ Ca I Ca II Ca III c.nhân 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 1 Thợ máy chính 1 1 - 2 2 Thợ máy phụ 1 1 - 2 3 Công nhân lò chợ 20 20 - 40 4 Công nhân buồng khấu 4 4 - 8 5 Công nhân cơ điện 1 1 10 12 Cộng 27 27 10 64 Hình 105: a. Biểu đồ tổ chức sản xuất trong lò chợ dùng thiết bị bào b. Biểu đồ bố trí nhân lực ở lò chợ dùng thiết bị bào 11.3.3. Xác định chiều dài lò chợ khi dùng thiết bị bào: Chiều dài lò chợ dùng thiết bị bào có thể được xác định theo chi phí thời gian công nghệ theo công thức sau : ndrd T Tck nc tk Tph nd k1k2 a L Σlbk , m 1 t ph nd vb trong đó : T - thời gian của một ca sản xuất, phút; Tck - chi phí thời gian cho các công tác chuẩn bị và kết thúc ca sản xuất, phút; nc - số ca khấu than; nd - số dải khấu lấy được trong một ngày đêm;
48. 149 rd - chiều rộng mỗi dải khấu, cm; a - bước dịch chuyển của kích thủy lực di chuyển máng cào, cm; tk - thời gian chuyển kích thủy lực sang vị trí mới, ph; Tph - chi phí thời gian cho các công tác phụ sau mỗi dải khấu, ph; k1 và k2 - hệ số tin cậy của thiết bị bào và của các loại thiết bị khác ảnh hưởng đến nó; vb - tốc độ công tác của máy bào, m/ph; tph - chi phí thời gian cho các công tác phụ khác, tính cho 1 m dài của lò chợ, ph/m; Σlbk - tổng chiều dài của các buồng khấu, m. Qua thực tế khai thác các vỉa than dốc thoải, có chiều dày tới 2 m, người ta đã chứng minh được rằng: muốn đạt được hiệu quả kinh tế cao, chiều dài của lò chợ dùng thiết bị bào không được nhỏ hơn 150-180 m. Hiện nay có nhiều lò chợ kiểu này đang hoạt động, dài tới 250-300 m. Thí dụ, thiết bị bào USB-67 của SNG, có chiều dài chế tạo sẵn là 200, 250 và 300 m, có thể khấu các vỉa than dày từ 0,9 đến 2,0 m với góc dốc từ 0 đến 25o, năng suất lý thuyết đạt tới 5 tấn than trong 1 phút. Chương 12: Công nghệ khai thác than cơ khí hóa toàn bộ Việc sử dụng trong lò chợ các loại máy liên hợp và các máy bào hiện đại phối hợp với các loại máng cào chỉ mới cơ khí hóa được các khâu: tách phá, xúc bốc và vận chuyển than trong lò chợ. Muốn cơ khí hóa được toàn bộ quy trình công nghệ lò chợ, thì ngoài việc dùng các thiết bị khấu than cơ khí hóa, phải áp dụng các loại vì chống cơ khí hóa, phối hợp chặt chẽ với chúng. Các loại vì chống cơ khí hóa vừa có vai trò là vì chống gần gương, bảo vệ không gian công tác của lò chợ, vừa phải đảm nhận việc điều khiển áp lực mỏ, tức là có vai trò của vì chống phá hỏa. Các yếu tố kỹ thuật và điều kiện địa chất, thế nằm của vỉa than quyết định cấu tạo và tính chất làm việc của các tổ thiết bị lò chợ dùng vì chống cơ khí hóa. Chiều dày và góc dốc của vỉa than quyết định kích thước của các máy làm việc trong tổ máy. Do đó, các tổ hợp thiết bị lò chợ cơ khí hóa được chia ra thành các tổ dùng cho vỉa mỏng, dày trung bình và các tổ dùng cho vỉa dày; hay được chia ra thành các tổ dùng cho vỉa dốc thoải, dốc nghiêng và dốc đứng. Về nguyên tắc, các vì chống cơ khí hóa có thể sử dụng được cho bất kỳ công nghệ khấu nào và trong bất kỳ thứ tự khấu nào. Tuy nhiên, các tổ thiết bị cơ khí hóa với các loại máy khấu hẹp tỏ ra là có hiệu quả hơn cả. Hầu hết các tổ thiết bị lò chợ cơ khí hóa được trang bị các vì chống cơ khí hóa kiểu đỡ, kiểu đỡ-chắn và kiểu chắn-đỡ, còn kiểu vì chắn chỉ được dùng trong các tổ thiết bị lò chợ có công nghệ khấu than đặc biệt (thí dụ tổ KTU của SNG). Chiều dày của vỉa cùng với các yếu tố khác, đặc trưng cho tính chất đá vách, ảnh hưởng đến sự lựa chọn kiểu vì cơ khí hóa. Hiện nay, về chiều dày của vỉa, người ta tạm quy định giới hạn để chọn kiểu vì cơ khí hóa là 1,8 m, tức là khi chiều
49. 150 dày vỉa dưới 1,8 m có thể dùng vì kiểu đỡ, còn khi chiều dày vỉa vượt quá 1,8 m thì phải dùng vì kiểu đỡ-chắn hoặc chắn-đỡ. Trong phạm vi chương này chúng ta sẽ xem xét một số tổ hợp thiết bị đồng bộ lò chợ cơ khí hóa điển hình, được sử dụng trong các điều kiện dạng nằm của các vỉa than khác nhau. 12.1. Các tổ hợp thiết bị lò chợ cơ khí hóa dùng cho các vỉa dốc thoải và nghiêng, mỏng và dày trung bình 12.1.1. Công nghệ khai thác than dùng tổ hợp thiết bị với vì chống cơ khí hóa kiểu đỡ: Để xem xét công nghệ khai thác than dùng tổ thiết bị với vì chống cơ khí hóa kiểu đỡ ở các vỉa than dốc thoải và nghiêng, mỏng và dày trung bình, chúng ta có thể lấy tổ hợp thiết bị KM-87D của SNG làm ví dụ. Tổ thiết bị KM-87D gồm có những thành phần chủ yếu là: vì chống cơ khí hóa thủy lực M-87D, máy liên hợp 2K-52 hoặc BK-52, máng cào chuyên dùng SPM-87D và máng cào chuyển tải PS-1. Vì chống M-87D kiểu đỡ, dùng để bảo vệ không gian công tác của lò chợ, điều khiển áp lực mỏ theo phương pháp phá hỏa toàn phần, di chuyển máng cào lò chợ và giữ nó khỏi bị trượt. Vì chống được cấu tạo từ các đoạn vì riêng biệt. Mỗi đoạn vì (hình 106) gồm có: xà 1, hai cột thủy lực 2, kích thủy lực ngang 3, đế 4, tấm ngăn cách 5, hộp điều khiển đoạn vì 8. Cần của kích thủy lực ngang được gắn với máng cào lò chợ 6. Theo khung của máng cào người ta đặt đường ống dẫn dầu cao áp 7, để cung cấp dầu cho các đoạn vì chống. Hình 106: Đoạn vì cơ khí hóa M-87D Việc chống giữ phần vách trực tiếp sát gương lò do phần công sơn của xà đảm nhận, còn phần vách còn lại của không gian lò chợ được diện chịu tải có cột của xà chống giữ. Máng cào SPM-87D không chỉ vận chuyển than, mà còn là đường dẫn hướng cho máy liên hợp. Nó còn là khâu liên kết các đoạn vì chống với nhau và làm điểm tựa cho việc di chuyển từng đoạn vì chống. Việc bố trí tổ hợp thiết bị trong lò chợ được trình bày trên hình 107. Vị trí xuất phát của tổ thiết bị là máy liên hợp có mặt ở một trong hai buồng khấu, đầu các xà công sơn và máng cào ở sát gương lò, các kích thủy lực ngang ở trạng thái
50. 151 duỗi, như vậy các cột chống thủy lực của vì chống đứng cách máng cào một khoảng tương ứng với chiều rộng khấu của máy liên hợp (hình 108, a). Theo tiến độ khấu than và di chuyển dọc lò chợ của máy liên hợp, phần vách mới bị lộ được xà công xơn của các đoạn vì chống đỡ lấy, khi chúng được kéo lần lượt về phía máng cào (hình 108, b). Lúc đó, cần phải dỡ tải từng đoạn vì, kéo nó vào sát gương và lại cho nó chịu tải, kích vào giữa vách và trụ (hình 108, b và c), hướng hoạt động của các xi lanh thủy lực được chỉ bằng các mũi tên. Thời gian di chuyển mỗi đoạn vì trung bình là 20-30 giây. Hình 107: Bố trí tổ hợp thiết bị KM-87D trong lò chợ 1-Trạm bơm dầu cao áp 2-Trạm khởi động từ 3- Máy phi đe 4- Trạm bơm nước chống bụi 5- Máy liên hợp 6- Đoạn vì 7- Máng cào 8- Đèn chiếu sáng và tín hiệu Việc di chuyển máng cào có thể thực hiện theo hai cách, tùy theo kết cấu của máng cào. Nếu là máng cào uốn, thì việc di chuyển nó được tiến hành ở khoảng cách 15-18 m ngay đằng sau máy liên hợp, theo từng đoạn dài của máng 8-10 m. Cũng có thể di chuyển máng cào đồng thời trên suốt chiều dài của lò chợ cùng với máy liên hợp sau khi kết thúc một dải khấu, nếu là máng cào cứng. Cuối cùng, tổ thiết bị lại có trạng thái của vị trí xuất phát (hình 108, d). Từ đây có thể bắt đầu một chu kỳ mới, trong đó máy liên hợp sẽ khấu than theo chiều ngược lại. Việc tổ chức các công tác trong lò chợ dùng tổ thiết bị cơ khí hóa KM-87D có thể tiến hành như sau (hình 109):
51. 152 a) A - A A A b) B - B B B C C c) C - C d) D - D D D Hình 108: Sơ đồ di chuyển các đoạn vì chống và máng cào lò chợ a) L Ca I Ca II Ca III Ký hiệu (m) 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 200 Khấu than Di chuyển vì chống Sửa gương, dọn nền, 100 đẩy máng cào Khấu và chống buồng Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị 0 b) Số công nhân Tổng Ca I Ca II Ca III TT Công việc, nghề thợ Ca I Ca II Ca III c.nhân 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 1 Khấu than 2 2 - 4 2 Di chuyển vì chống 2 2 - 4 3 S.g, dọn nền, đẩy máng 4 4 - 8 4 Khấu và chống buồng 4 4 - 8 5 Phá hỏa đầu lò chợ 2 2 - 4 6 Thợ cơ điện 1 1 10 12 Cộng 15 15 10 40 Hình 109 : Tổ chức công tác trong lò chợ dùng tổ hợp KM-87D a - Biểu đồ tổ chức sản xuất trong lò chợ; b - Biểu đồ bố trí công nhân trong lò chợ. Trong một ngày đêm có hai ca khấu than và một ca sửa chữa-chuẩn bị. Trong ca khấu than cần có 15 công nhân làm việc: thợ lái máy và thợ phụ điều khiển máy liên hợp và bảo dưỡng nó; hai công nhân lò chợ di chuyển các đoạn vì
52. 153 ngay đằng sau máy; bốn công nhân lò chợ sửa gương, dọn than vụn và di chuyển máng cào ở khoảng cách sau máy liên hợp 15-20 m; trong hai buồng khấu có bốn công nhân lò chợ làm việc (2+2); việc chống giữ và di chuyển các vì chống phá hỏa ở khu vực các đầu lò chợ tiếp giáp với các lò dọc vỉa do hai công nhân đảm nhận (1+1); ngoài ra còn có một công nhân cơ điện trực ca, có trách nhiệm theo dõi hoạt động của các thiết bị và tham gia sửa chữa chúng khi cần thiết. Trong ca sửa chữa-chuẩn bị có 10 công nhân cơ điện làm việc. Tổ hợp thiết bị cơ khí hóa KM-87D có thể được sử dụng trong các lò chợ dài 180-200 m (có thể tới 250 m), ở các vỉa dày 1,1ữ2,0 m (1,1ữ1,4; 1,3ữ2,0) với góc dốc tới 25o, đối với các loại than có độ kiên cố và liên kết bất kỳ. Đá vách có thể để lộ ở khu vực máy hoạt động một diện không nhỏ hơn 4-6 m2. Độ chứa khí của vỉa bất kỳ. Không nên sử dụng tổ thiết bị KM-87D trong các điều kiện sau: góc dốc của vỉa thay đổi đột ngột, có các phá hủy địa chất, trụ yếu hay có khả năng trương bùng, vách có khả năng sụt chảy. 12.1.2. Công nghệ khai thác than dùng tổ hợp thiết bị với vì chống cơ khí hóa kiểu đỡ-chắn: Có thể chọn tổ thiết bị cơ khí hóa KĐĐ của SNG làm điển hình, có vì chống kiểu đỡ-chắn để xem xét (hình 110). Tổ thiết bị khấu than KĐĐ gồm có: vì chống thủy lực cơ khí hóa kiểu 2KĐĐ, máng cào uốn 1 kiểu SPTs-273, máy liên hợp 2 kiểu RKU-13. Mỗi đoạn vì có: lưỡi trai 3, để bảo vệ phần vách trực tiếp sát gương, tấm xà 4, tấm chắn 5, được liên kết bằng các tay khớp 6 với tấm đế 7, hai cột thủy lực 8, kích di chuyển 9, có nhiệm vụ nối đoạn vì với máng cào lò chợ. Vì chống 2KĐĐ bảo đảm diện bị lộ của phần vách sát gương rất nhỏ: dải vách không được chống giữ chỉ rộng 150 mm, còn ở phía sau máy liên hợp - không quá 2 m2. Như vậy cho phép sử dụng nó trong các trường hợp đá vách khá mềm yếu, dễ bị sập lở. Bước di chuyển các đoạn vì chống, tương ứng với chiều rộng dải khấu của máy liên hợp và bằng 0,63 m. Máng cào uốn SPTs-273 có thể tự xếp tải phần than bị sót lại do máy không bốc hết hoặc tự tách phá do bị ép trồi ở gương, trong quá trình di chuyển vào sát gương. Trước khi khấu mỗi dải than, máy liên hợp nằm nhô ra ngoài lò chợ, trong lò dọc vỉa vận tải hoặc thông gió, các đoạn vì chống nằm sát gương đỡ kín hoàn toàn vách lò chợ, máng cào lò chợ cũng được ép sát vào gương lò. Máy liên hợp RKU-13 có khả năng tự khoan rạch hoặc tự chuyển luồng theo dải khấu chéo, do đó ở lò chợ không cần phải chuẩn bị các buồng khấu vượt trước. Trong khi khấu than, ngay phía sau máy liên hợp người ta di chuyển các đoạn vì chống. Việc di chuyển đoạn vì không cần phải dỡ hết tải cho nó, tức là khi di chuyển xà của đoạn vì vẫn đội vào vách với áp lực là 5 T/m2. Sau khi di chuyển, khoảng cách từ lưỡi trai của xà tới gương lò lại chỉ còn là 15 cm. Các đoạn vì được di chuyển nối tiếp nhau phía sau máy trên suốt chiều dài lò chợ. Một đặc điểm của vì 2KĐĐ là hộp chia dầu điều khiển mỗi đoạn vì được bố trí ở đoạn vì kề bên, như vậy giúp cho công nhân lò chợ di chuyển các đoạn vì dễ dàng và an toàn hơn.