Lò chợ cơ giới hóa 7.3.1 mỏ than Hà Lầm được thiết kế với công
suất 1,2 triệu tấn/năm liên thông với lò vận tải và thông gió. Trong
quá trình chuẩn bị khai thác, khi xén mở rộng đường lò chuẩn bị tại
lò vận tải lò chợ 7.3.1 khu I vỉa 7 đã xuất hiện hiện tượng tăng
nhiệt độ của than vượt quá Quy chuẩn cho phép (lên tới 520C. Đây
là tín hiêu cảnh báo nguy cơ gia tăng nhiêt độ khi khấu than lò chợ.
Để đảm bảo an toàn khai thác than đề tài xuất giải pháp ngăn ngừa
gia tăng nhiệt độ bằng biện pháp bơm ép hỗn hợp làm lạnh sau khu
vực phá hỏa gần giáp lò chợ cơ giới hóa 7.3.1. Kết quả sau khi xử
lý nhiệt độ ở khu vực lò chợ đã luôn ổn định trong mức độ cho
phép 300C, đảm bảo an toàn khai thác.
4 trang |
Chia sẻ: thanhuyen291 | Ngày: 10/06/2022 | Lượt xem: 276 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu giải pháp ngăn ngừa gia tăng nhiệt độ khi khai thac than lò chợ cơ giơi hóa 7.3.1 khu I vỉa 7 Công ty than Hà Lầm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 81
Nghiên cứu giải pháp ngăn ngừa gia tăng nhiệt độ khi khai thac than
lò chợ cơ giơi hóa 7.3.1 khu I vỉa 7 Công ty than Hà Lầm
TS. Lê Văn Thao1,*, TS. Hoàng Hùng Thắng2
1Hội Khoa học mỏ Việt Nam
2Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh
* Email: Thaolv51@@gmail.com
Mobile: 0919358406
Tóm tắt
Từ khóa:
Lò chợ; Nhiệt độ; Hợp chất làm
lạnh; Bơm ép hỗn hợp làm lạnh
Lò chợ cơ giới hóa 7.3.1 mỏ than Hà Lầm được thiết kế với công
suất 1,2 triệu tấn/năm liên thông với lò vận tải và thông gió. Trong
quá trình chuẩn bị khai thác, khi xén mở rộng đường lò chuẩn bị tại
lò vận tải lò chợ 7.3.1 khu I vỉa 7 đã xuất hiện hiện tượng tăng
nhiệt độ của than vượt quá Quy chuẩn cho phép (lên tới 520C. Đây
là tín hiêu cảnh báo nguy cơ gia tăng nhiêt độ khi khấu than lò chợ.
Để đảm bảo an toàn khai thác than đề tài xuất giải pháp ngăn ngừa
gia tăng nhiệt độ bằng biện pháp bơm ép hỗn hợp làm lạnh sau khu
vực phá hỏa gần giáp lò chợ cơ giới hóa 7.3.1. Kết quả sau khi xử
lý nhiệt độ ở khu vực lò chợ đã luôn ổn định trong mức độ cho
phép 300C, đảm bảo an toàn khai thác.
1. KHÁI QUÁT CHUNG KHU VỰC LÒ
CHỢ CƠ GIỚI HÓA 7.3.1 KHU I VỈA 7 MỎ
THAN HÀ LẦM
Khu vực lò lò chợ cơ giới hóa (CGH) 7.3.1
khu I vỉa 7 được thi công từ tháng 9 năm 2017 đến
tháng 01 năm 2018 thì hoàn thành việc khai thông.
Áp dụng phương pháp khai thác cột dài theo
phương, lò chợ theo hướng dốc khấu dật. Hiện
trạng công tác chuẩn bị khai thác than lò chợ cơ
giới hóa 7.3.1 được thể hiện ở hình 1.
Chiều dài lò chợ 155 m được chống giữ
bằng dàn chống tự hành. Dàn chống tự hành là
gồm 02 loại dàn chống: dàn chống trung gian mã
hiệu ZF8400/20/32 và dàn chống quá độ ZFG
9600/23/37. Sử dụng máy khấu than mã hiệu
MG300/370-WD1, máng cào uốn trước
SGZ764/400, máng cào uốn sau SGZ800/630 và
băng tải co dãn DTLB1200.
Khoảng cách trung bình giữa các dàn chống
trung gian là 1,5 m và dàn chống quá độ là 1,65m.
Phạm vi tiếp giáp giữa lò thông gió và vận
tải với lò chợ được chống giữ bằng gánh sắt cài
vượt trước lò chợ.
Các đường lò thông gió mức -280 và vận tải
mức -300 được chống tăng cường bằng cột thuỷ
lực đơn DW 35-350/110x và DW 42-350/110x
chống vào 3 hàng xà luồn thép SVP – 22 dọc theo
lò VT và lò TG trong phạm vi lò chợ vượt trước 20
-:- 30m.
Lò đào bám trụ trong than, chống giữ bằng
vì chống thép CBII 27, hộ chiếu VC-13, chống
bằng vì chống thép CBII27, hộ chiếu VC7, chèn gỗ.
Chiều dài toàn bộ tuyến lò đào L = 920m, hình 1.
Tuy nhiên vỉa 7 than có khả năng hấp phụ
Oxy lớn dẫn đến khả năng tự làm gia tăng nhiệt độ
gây phức tạp cho quá trình khai thác vì các lý do
sau: Lò chợ khai thác bằng công nghệ hạ trần thu
hồi than nóc có chiều cao hạ trần đến 17m chiều
dài lò chợ lớn 155m cùng với lượng than tổn thất
trong quá trình khai thác. Trong quá trình khai thác
địa chất phức tạp lò chợ thường gặp các fay, phải
xử dụng cả kết hợp khoan nổ mìn làm ảnh hưởng
đến tiến độ khấu tiến gương. Các yếu tố trên là
nguyên nhân dẫn đến hiện tượng Oxy hóa than
ngày càng gia tăng, từ đó làm tăng nhiệt độ gây
mất ổn định cho quá trình khai thác lò chợ.
Thêm vào đó tháng 9 năm 2018, khi tiến
hành lắp đặt băng tải vào lò vận tải lò chợ 7.3.1 để
phục vụ cho công tác vận tải than lò chợ cơ giới
hóa 7.3.1 khu vực đầu băng tải co giãn chật hẹp
Công ty Than Hà Lầm đã chống xén khu vực này
để đảm bảo các khoảng cách an toàn theo quy định.
Trong quá trình xén mở rộng, đã xuất hiện hiện
tượng gia tăng nhiệt độ của than cao quá mức bình
thường tiềm ẩn các nguy cơ rủi ro cháy mỏ. Ngay
sau khi phát hiện sự cố trên, Công ty đã cùng các
đơn vị chuyên ngành nghiên cứu lập biện pháp và
tiến hành xử lý sự cố cho đến nay vẫn bảo đảm sản
xuất ổn định. Điều đó cảnh báo than vỉa 7 hấp phụ
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 82
Oxy cao gây nguy cơ gia tăng nhiệt độ trong
khoảng không đã khai thác, nơi hội tụ đủ yếu tố:
khối than vỡ vụn lớn do tổn thất khi hạ trần, đủ
lượng Oxy cấp vào qua rò gió và khoảng không
gian thuận lợi cho việc tích nhiệt.
Để ngăn ngừa sự sự gia tăng nhiệt độ dẫn
đến nguy cơ cháy than phải áp dụng các giải pháp :
chèn lò , bơm ép nước, phun trám hóa chất trương
nở phía sau lò chợ. Tuy nhiên các giải pháp này
không thể áp dung do khấu than bằng thu hồi than
nóc có hệ số thu hồi lớn . Vì vậy phải nghiên cứu
giải pháp ngăn ngừa hiệu quả bằng bơm ép hỗn
hợp nước và hợp chất làm lạnh phía sau vùng khai
thác.
Hình 1. Hiện trạng công tác chuẩn bị khai thác than lò chợ cơ giới hóa 7.3.1
2. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM NHIỆT ĐỘ
KHU VỰC PHÍA SAU LÒ CHỢ CGH 7.3.1
KHU I VỈA 7
Các giải pháp ngăn ngừa gia tăng nhiệt độ lò
chợ Công ty than Hà Lầm áp dụng bao gồm tổng
hợp các giải pháp như ngăn rò gió vào khoảng
không gian đã khai thác phía sau lò chợ bàng phun
trám bê tông thành đường lò vân tải , lấp nhét đoạn
lò đầu và chân khi lò chợ chuẩn bị đí qua nằng
tường tro bay. Tuy nhiên các giải pháp này không
thể ngăn nổi không gian lò chợ đã đi qua nện chỉ
hạn chế được một phần nhỏ nguy cơ gia tăng nhiệt
độ. Để loại trừ nguyên nhân cơ bản dẫn đến cháy
than là phải làm lạnh được khối than trong vùng đã
phá hỏa tiếp giáp với lò chợ. Nhóm tác giả đã
nghiên cứu áp dụng giải pháp bơm ép dung dịch
làm lạnh vào khoảng không gian đã khai thác gần
lò chợ nhằm hạn chế lưu lượng nước bơm và hạ
nhiêt độ xuông mức an toàn để khai thác. Nếu bơm
dung dịch liên tục sẽ gây phức tạp cho quá trình
sản xuất và sũng nước khu vực đã khai thác. Vấn
đề chứa nước sẽ ảnh hưởng khi khai thác lò chợ
mức dưới. Vì vậy đề tài tiến hành nghiên cứu thời
gian ủ nhiệt và nhiệt độ bốc cháy nhằm lựa chọn
khoảng cách và tần suất bơm hợp lý vừa bảo đảm
an toàn vừa hiệu quả kinh tế.
2.1. Kết quả nghiên cứu gian ủ nhiệt dẫn đến
gia tăng nhiệt và nhiệt độ bốc cháy
Nhóm tác giả đã tiến hành thí nghiệm
trong phòng thí nghiệm tại Trung tâm Cấp cứu
mỏ-TKV than vỉa 7 khi không và khi sử dụng có
hợp chất làm lạnh. Hợp chất làm lạnh được chọn
là Amonium Bicarbonate với nồng độ 2,5%.
a. Xác đinh thời gian ủ nhiệt
Bài báo chỉ nghiên cứu thời gian ủ nhiệt
khi than có khả năng hấp phụ Oxy cao.
- Xác định khả năng hấp phụ ô xy của
than tại vỉa 7 Khu I theo phương pháp Oxy hóa
chậm của Viện IGD Công hòa Liên Bang Nga :
Khi không pha trộn hợp chất làm lạnh,
vận tốc hấp phụ oxy của mẫu than đạt đến khả
năng tự nâng nhiệt U25tb = 0,0162 than có khả
năng tự cháy.
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 83
Khi pha trộn hợp chất làm lạnh, hợp chất
làm lạnh đã giảm vận tốc hấp phụ oxy của mẫu
than U25tb = 0,0038, than không còn khả năng tự
nâng nhiệt. Thời gian ủ nhiệt: T = 75 ngày.
b. Nhiệt độ bốc cháy của than
Nhiệt độ bốc cháy mẫu than khu vực lò
vận tải lò chợ cơ giới hóa 7.3.1 tới hạn là 140C.
2.2 Lựa chọn phương thức bơm hợp chất
làm lạnh
Từ các kết quả nghiên cứu lý thuyết và
triển khai thí nghiêm thấy rằng :Nhiệt độ bốc
cháy của than mỏ Hà Lầm cao hơn sơ với một số
mỏ than có khả năng tự cháy như: Hồng Thái,
Công ty 91 Tổng công ty Đông Bắc. Sau 75 ngày
sẽ hình thành qua trình gia tăng đến mức tới hạn.
Vì vậy sau khi nghiên cứu để đảm bảo an toàn cứ
sau 30 m tiến gương lò chợ tiến hành bơm hợp
chất làm lạnh vào không gian đã khai thác theo
dải phía sau tiếp giáp với lò chợ từ đầu đến chân
lò chợ trong.
2.3. Tổ chức bơm ép nước vào khoảng không
đã khai thác phía sau lò chợ
a. Sơ đồ thi công hệ thống bơm ép nước
Sau khi đã phá hỏa ban đầu xong, lò chợ
khai thác ổn định tiến hành lắp hệ thống ống dẫn
dung dịch làm lạnh. Để tăng hiệu quả thẩm thấu
đều trong không gian đã khai thác và không cho
hợp chất chảy xuống chân lò chợ gây ướt át và
làm yếu lò vân tải, trên hệ thống đường ống dọc
theo lò chợ đã được phân đoạn, lắp các ống có
đục lỗ ϕ- 5 để dung dịch làm lạnh chảy ra và
dừng lại cách chân lò chợ 50m.. Hệ thống ống
dẫn gồm 2 đường ống: số 1 vào khu vực đã phá
hỏa và số 2 sau tường chắn lò thông gió đã đánh
sập đề dung dịch thẩm thấu xuống dưới đât đá đã
phá hỏa phần phía trên lò chợ. Kết cấu hệ thống
ống dẫn (kích thước, chiều dài ống và đoạn ống,
đoạn ống có đục lỗ...) được thể hiện theo hình 2.
Hình 2. Sơ đồ thi công hệ thống bơm ép hợp chất làm lạnh
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 84
b. lựa chọn tổ hợp máy bơm
- Lựa chọn thiết bị bơm và vật tư đi kèm:
Để phù hợp với điều kiện sản xuất cũng như các
thiết bị vật tư hiện có của Công than Hà Lầm,
tiến hành sử dụng máy bơm nước áp suất cao mã
hiệu BW-T250/50 với năng suất bơm 250
lít/phút, tốc độ vòng quay 351 vòng/phút.
- Bể chứa để hòa trộn hợp chất làm lạnh
với nước sạch: sử dụng thùng chứa bằng tôn 05
ly với dung tích 2m3, có nắp đậy kín.
- Vị trí đặt trạm bơm: để thuận tiện cho
công tác vận chuyển vật tư và người vận hành
bơm và bảo đảm an toàn lối đi lại, tiến hành lựa
chọn vị trí đặt bơm tại lò dọc vỉa vận tải mức -
300 bơm lên tuyên ống Kj -32 lê lò dọc vỉa thông
gió đẩy vào hệ thống đường ông đặt trong khu đã
khai thác phía sau lò chợ hình 2.
- Liều lượng bơm: Thể tích dung dịch làm
lạnh được bơn 4m3/ca làm việc
3. KẾT QUẢ BƠM ÉP NƯỚC PHA HỢP
CHẤT LÀM LẠNH VÀO KHU VỰC
KHÔNG GIAN ĐÃ KHAI THÁC PHÍA SAU
TIẾP GIÁP VỚI LÒ CHỢ 7.3.1 KHU I VỈA 7
Áp dụng phương pháp bơm dung dịch làm
lạnh vào các khoảng không gian đã khai thác gần
gương lò chợ với nồng độ 2,5% nhiệt độ luôn
duy trì ở mức 30C, bảo đảm không có hiện
tượng gia tăng nhiệt độ từ sau khu phá hỏa ảnh
hưởng đến khấu than lò chợ cơ giới hóa đồng bộ.
Từ tháng 12 năm 2018 đến nay lò chợ cơ giới
hóa 7.3.1 khai thác ổn định.
4. KẾT LUẬN
1. Sự cố gia tăng nhiệt độ tại khu vực lò
vận tải lò chợ cơ giới hóa 7.3.1 đã dự báo khả
năng gia tăng nhiệt độ từ không gian đã khai thác
đưa vào lò chợ cơ giới hóa 7.3.1 nếu không có
biện pháp can thiệp.
2. Để ngăn ngừa hiện tượng gia tăng nhiệt
độ của khu vực lò chợ cơ giới hóa 7.3.1 phải áp
dụng tổng hợp các giải pháp đó là: bơm phun
trám bê tông; xây tường cách ly bằng tro bay hạn
chế khả năng cấp Oxy do rò gió và rò gió, bơm
ép hợp chất làm lạnh vào không gian khai thác
phía sau gần lò chợ. Tuy nhiên, giải pháp bơm ép
hợp chất làm lạnh là giải pháp có tính căn cơ,
hiệu quả ngăn ngừa gia tăng nhiệt trong lò chợ
cao độ cao.
3. Kết quả sau khi bơm ép hợp chất làm
lạnh với nồng độ 2,5% vào không gian đã khai
thác theo chu kỳ sau khi lò chợ tiến được 30m
theo phương không gây tác hại đến môi trường
lao động, nhiệt độ ổn định ở mức 30C trong suốt
thời gian khai), bảo đảm an toàn để khai thác chợ
cơ giới hóa 7.3.1.
Kiến nghị: Công ty Cổ phần than Hà Lầm
tiếp tục áp dụng các giải pháp ngăn ngừa trên cho
vùng phá hỏa sau lò chợ cơ giới hóa đồng bộ và
các lò chợ không cơ giới hóa đồng bộ khác thuộc
vỉa 7 khu I .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bộ Công thương: Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc
gia về an toàn trong khai thác than hầm lò QCVN
01:2011/BCT.
[2]. Công ty CP than Hà Lầm – Vinacomin:Kế
hoạch thông gió - thoát nước năm 2018
[3]. Công ty CP than Hà Lầm – Vinacomin: Bản
đồ khắc phục sự cố khu vực lò vận tải lò chợ cơ
giới hóa 7.3.1 năm 2018.
[4]. Lê Văn Thao, Trương Văn Lợi (1993),:
"Nghiên cứu nguyên nhân và biện pháp phòng
chống cháy cho các mỏ than mỡ" ,Viện KHCNM,
Hà nội
[5]. Lê Văn Thao (2008), "Nghiên cứu nguyên
nhân cháy than tại các vỉa than và các biện pháp
phòng ngừa trong quá trình khai thác" Tập đoàn
Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt nam
[6]. Lê Văn Thao, Nguyễn Văn Thanh và nnk
(2018), “Áp dụng các giải pháp ngăn ngừa gia
tăng nhiệt độ vỉa than tại khu vực lò vận tải lò chợ
cơ giới hóa 7.3.1 khu vỉa 7 Công ty Cổ phần than
hà Lầm – Vinacomin”, Hà Nôi.
[7]. Β. Я Αльперович, Γ. И Чунту и др ...
(1973) “Инкубационый период самовозгорения
углей”, Безопасность труда в промышленности.
[8]. Η. И Лиденау, Β.ΜΜаевская и др ... (1997)
“Πроисхождение профилактикив тушение
эдогенных пожаров в угольных шахтах”. Μ.
Ηедр