Nguyên tắc khai thác hỗn hợp mỏ than Khe Chàm II-IV

Mỏ than Khe Chàm II-IV là một trong các mỏ hầm lò thuộc danh mục đầu tư quy hoạch của Tập đoàn. Khai trường mỏ gồm khoáng sàng Khe Chàm II và Khe Chàm IV thuộc khoáng sàng Khe Chàm (Cẩm Phả, Quảng Ninh).

Điểm khác biệt và khó khăn ở đây so với các mỏ hầm lò khác là khai thác đồng thời với mỏ lộ thiên đang hoạt động phía trên. Để có thể áp dụng các phương pháp khai thác hỗn hợp giữa lộ thiên và hầm lò, cần tiến hành nghiên cứu và giải quyết các vấn đề liên quan đến mở vỉa, chuẩn bị và khai thác, nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn lao động. Các điểm đặc trưng trong khai thác hỗn hợp lộ thiên và hầm lò được giải quyết như mở vỉa ở các mức dưới giới hạn khai thác lộ thiên và ruộng mỏ hầm lò, áp dụng các sơ đồ công nghệ khai thác lộ thiên và hầm lò hợp lý, bóc xúc đất đá mỏ có kế hoạch trong các vùng sập đổ của khai thác hầm lò cũng như công nghệ và kế hoạch khai thác hầm lò hợp lý dưới vùng khai thác lộ thiên, v.v.

Khai thác lộ thiên tại khoáng sàng Khe Chàm II-IV bao gồm mỏ lộ thiên Tây Nam Đá Mài (Khe Chàm II) và mỏ Cao Sơn. Theo qui hoạch và các dự án đầu tư đã được phê duyệt, mỏ lộ thiên Khe Chàm II sẽ khai thác đến mức -200 (trụ vỉa 13-1) và Khe Chàm IV sẽ khai thác đến mức -350 (trụ vỉa 10). Khai thác hầm lò sẽ huy động các vỉa than nằm ngoài ranh giới khai thác lộ thiên, bao gồm từ vỉa 12 (Khe Chàm II) và vỉa 9 (Khe Chàm IV) trở xuống.
 
Khai trường của mỏ nằm trong khu vực địa hình phức tạp, phía Nam là moong lộ thiên mỏ Đèo Nai, mỏ Tây Lộ Trí (Công ty Đông Bắc), bãi thải Mông Giăng; phía Đông là moong lộ thiên mỏ Cọc Sáu, bãi thải Cao Sơn, Cọc Sáu; phía Tây là bãi thải Tây và Đông Khe Sim; phía Bắc có bãi thải Cao Sơn. Trên bề mặt khoáng sàng là moong lộ thiên Khe Chàm II và Cao Sơn. Tổng diện tích khai trường là 7,0 km2 với kích thước chiều dài (theo hướng Tây - Đông) 4,0 km; chiều rộng (theo hướng Bắc - Nam) 1,74 km.
 
Vùng thứ hai, phân bố tại khu vực phía Tây - Bắc của Khe Chàm IV cũng được tổ chức khai thác hỗn hợp bằng công nghệ lộ thiên và hầm lò. Tại đó, vào năm 2015 được hoạch định khai thác đầu tiên đối với vỉa V9 tại 3 khu vực N01a, N02a và N03a. Theo phương vỉa, các khu vực này được phân bố nối tiếp nhau tuy các trục dọc của chúng có dịch chuyển đôi chút. Chiều dài của các khu vực N01a, N02a và N03a theo phương vỉa có trị số tương ứng 453, 141 và 141m, còn vuông góc với phương vỉa thì có trị số hầu như đều bằng nhau và bằng 81m. Chiều rộng của các trụ bảo vệ nằm giữa các khu vực 20m. Các khu vực N01a và N02a theo phương bị các con đường do mỏ lộ thiên xây dựng cắt qua với các độ lớn khác nhau.
 
Việc khai thác khoáng sàng đồng thời bằng cả phương pháp lộ thiên và hầm lò có quan hệ, ảnh hưởng trực tiếp lẫn nhau. Để tổ chức khai thác đảm bảo an toàn, hiệu quả và giảm tổn thất tài nguyên cần thiết phải xây dựng các nguyên tắc khai thác hỗn hợp hầm lò - lộ thiên. Nguyên tắc được xây dựng trên cơ sở ảnh hưởng sụt lún bề mặt của mỏ lộ thiên khi khai thác hầm lò phía dưới và ảnh hưởng của nổ mìn, nước moong lộ thiên đến các công trình hầm lò. Độ lún có thể của bề mặt đất mỏ lộ thiên tại giai đoạn hoạch định khai thác vỉa V9 Khe Chàm IV, khi chưa biết chính xác các vị trí của các đường lò khai thác hoặc trình tự đào lò. Khi tiến hành khai thác vỉa V9 dưới các khu vực của mỏ lộ thiên, thì các khu vực đó của mỏ lộ thiên sẽ được tiến hành khai thác khi đã kết thúc giai đoạn biến dạng nguy hiểm của đất đá do khai thác hầm lò gây ra. Quá trình dịch chuyển đất đá tại khu vực đó của mỏ lộ thiên sẽ còn tiếp tục trong một khoảng thời gian nữa.
 
Trên cơ sở các dữ liệu đó, có thể đưa ra các nguyên tắc khai thác sau:
 
1. Phối hợp khai thác hỗn hợp hầm lò và lộ thiên không cùng một không gian khai thác (khu vực khai thác).
 
2. Bố trí khai thác hầm lò trước tại các khu vực chưa triển khai khai thác lộ thiên.
 
3. Khai thác lộ thiên tại các khu vực đã khai thác hầm lò sau khoảng thời gian ổn định biến dạng đất đá.
 
4. Khai thác hầm lò tại các khu vực đã kết thúc khai thác lộ thiên phía trên.
 
5. Khai thác hầm lò tại các khu vực vị trí dưới đáy moong lộ thiên (chứa nước) vào mùa khô. Moong lộ thiên được thoát nước cưỡng bức trong suốt quá trình khai thác hầm lò. Moong lộ thiên được hoàn thổ sau khi kết thúc khai thác, đảm bảo khai thác hầm lò an toàn.
 
6. Khai thác hầm lò cách diện công tác khai thác lộ thiên, đảm bảo khoảng cách an toàn nổ mìn lộ thiên.
 
7. Trong giai đoạn biến dạng nguy hiểm (3,8  15 tháng), tuyệt đối cấm bố trí khai thác lộ thiên phía trên các khu vực đã khai thác hầm lò.
 
8. Kết thúc giai đoạn biến dạng nguy hiểm đến khi kết thúc dịch chuyển trong thời gian 15  23 tháng có thể khai thác lộ thiên phía trên các khu vực khai thác hầm lò, tuy nhiên cần có các giải pháp tính toán và đo đạc dịch động theo tiến độ khai thác. Kết thúc thời gian dịch chuyển đất đá cho phép tự do khai thác lộ thiên.

Tác giả bài viết: Nhóm nghiên cứu Viện Khoa học Công nghệ Mỏ

Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá
Click để đánh giá bài viết