NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG TRỤ NHÂN TẠO THAY THẾ TRỤ THAN BẢO VỆ ĐƯỜNG LÒ CHUẨN BỊ TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC TẠI CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH
Khai thác mỏ
Luận án "Nghiên cứu áp dụng công nghệ xây dựng trụ nhân tạo thay thế trụ than bảo vệ đường lò chuẩn bị trong quá trình khai thác tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh" giải quyết vấn đề tổn thất tài nguyên than đáng kể do phải để lại trụ than bảo vệ đường lò. Trữ lượng than trong trụ bảo vệ tại các mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh được đánh giá khoảng 93 triệu tấn, chiếm trên 10% tổng trữ lượng huy động và thường bị coi là tổn thất đương nhiên. Tỷ lệ tổn thất theo công nghệ khai thác hầm lò hiện nay phổ biến ở mức trên 20%, chủ yếu tập trung trong trụ than bảo vệ đường lò dọc vỉa vận tải lò chợ dài, gây lãng phí tài nguyên và ảnh hưởng hiệu quả đầu tư.
Đề tài hướng tới mục tiêu đề xuất các giải pháp công nghệ sử dụng trụ nhân tạo thay thế trụ than bảo vệ đường lò dọc vỉa vận tải lò chợ dài tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, nhằm giảm tổn thất tài nguyên và nâng cao hiệu quả sản xuất. Đối tượng nghiên cứu là trữ lượng than trong trụ bảo vệ đường lò, với phạm vi tập trung vào các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Nội dung nghiên cứu bao gồm tổng quan kinh nghiệm quốc tế về trụ nhân tạo, đánh giá tổng hợp trữ lượng than tổn thất tại Quảng Ninh, nghiên cứu quy luật áp lực mỏ tác động lên trụ nhân tạo và xác định các tham số chủ yếu, xây dựng hướng dẫn tính toán và quy trình thi công công nghệ trụ nhân tạo, cùng với việc thiết kế và đánh giá kết quả áp dụng thử nghiệm.
Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp, bao gồm phân tích, đánh giá, tổng hợp, nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và mô hình số. Ý nghĩa khoa học của luận án thể hiện ở việc đề xuất các giải pháp công nghệ và xây dựng hướng dẫn tính toán, xác định các tham số tối ưu cho trụ nhân tạo. Về thực tiễn, kết quả nghiên cứu định hướng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh áp dụng công nghệ này để khai thác tối đa trữ lượng than, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.
Điểm mới của luận án là công trình đầu tiên nghiên cứu đầy đủ về lý thuyết và thực tiễn áp dụng trụ nhân tạo bằng kết cấu cũi gỗ kết hợp dầm thép tại Quảng Ninh. Luận án đã xác định mối quan hệ giữa kích thước chiều rộng, cường độ kháng nén yêu cầu của trụ nhân tạo với các yếu tố địa chất, đồng thời lựa chọn được ba giải pháp công nghệ trụ nhân tạo phù hợp: dải đá chèn, kết cấu cũi và dải liên tục bằng vật liệu cường độ kháng nén cao. Các luận điểm bảo vệ khẳng định mối quan hệ tuyến tính bậc nhất giữa chiều rộng trụ nhân tạo và góc dốc vỉa, cùng với khả năng giảm tổn thất tài nguyên và nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh khi áp dụng trụ nhân tạo. Kết quả thử nghiệm tại mỏ Khe Chàm III cho thấy, áp dụng trụ nhân tạo bằng kết cấu cũi đã giúp khai thác thêm 19.951 tấn than, giảm tỷ lệ tổn thất từ 39% xuống 14% và giảm chi phí mét lò chuẩn bị 23,8%, mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.