Công tác khai thác than đá lộ thiên hiện nay đang gặp phải những khó khăn và thử thách gì?
Khai thác than đá bằng hình thức lộ thiên đã và đang trải qua nhiều khó khăn cũng như thách thức hiện nay. Một vài khó khăn có thể đến là chiều sâu khai thác lớn, chiều cao nâng tải và cung độ vận tải lớn, hệ số bóc sản xuất cao. Bên cạnh đó, hiện tượng trượt lở bờ mỏ tại một số mỏ than như: Đèo Nai, Na Dương, Khe Chàm II (lộ thiên), gây ảnh hưởng đến quá trình xuống sâu, làm tăng hệ số bóc sản xuất. Các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả trong quá trình khai thác còn nhiều bất cập như việc chồng lấn trong công tác bóc đất khu vực giáp ranh giữa các mỏ; các thông số của HTKT không đồng bộ với dây chuyền thiết bị có công suất lớn hiện có, dẫn đến chưa phát huy được tối đa năng suất của chúng; tiến độ và trình tự đổ thải còn nhiều vướng mắc và chưa thực sự hợp lý.
Ngoài các yếu tố về kĩ thuật, hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu diễn ra ngày càng phức tạp và khó để dự báo trước được cũng làm cho hoạt động khai thác than đá lộ thiên gặp khó khăn. Các đợt mưa, lũ kéo dài liên tiếp vào những tháng mùa mưa từ những ngày cuối tháng 7 đến đầu tháng 8 với lưu lượng mưa lớn, dao động từ 1.100 đến 1.600 mm đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới mọi hoạt động sản xuất, kinh doanh của các đơn vị sản xuất, chế biến than. Ngoài ra, mưa lũ cũng làm một số khu vực bãi thải của mỏ lộ thiên xảy ra hiện tượng xói mòn và sụt lở mạnh, mặt tầng thải bị thu hẹp lại khiến cho đất đá thải trôi lấp xuống các chân bãi thải gây bồi lắng, thu hẹp tiết diện dòng chảy của các mương, suối. Hơn thế nữa, đất đá thải sạt xuống còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn lao động cũng như tính mạng của dân địa phương.
Ngành khai thác than đá lộ thiên muốn hiện đại hoá cần thực hiện những giải pháp nào ?
Hoạt động khai thác than đá lộ thiên tuy gặp phải nhiều thử thách, khó khăn nhưng vẫn đang và sẽ được các công ty than, chính quyền can thiệp để tìm ra những giải pháp khắc phục khó khăn.
Hiện đại hoá khai thác than đá lộ thiên bằng công tác khoan nổ mìn
Một trong những hướng đi hiện đại hoá của ngành than đá đó là sử dụng công tác khoan nổ mìn. Hình thức này giúp đảm bảo sản lượng làm tơi đất đá, mức độ đập vỡ đất đá và góp phần làm giảm giá thành của sản phẩm than. Để ứng dụng công tác này vào thực tế cần tập trung nghiên cứu các hướng:
Hướng 1: Tập trung sử dụng loại thuốc nổ có sức công phá lớn và giá thành rẻ thay thế các loại thuốc nổ có giá thành cao
Các quốc gia tiên tiến trên trên thế giới đều sở hữu một loại thuốc nổ có tốc độ nổ cao từ 5,3÷5,8 km/s, cụ thể là thuốc nổ Powergel Pulsa – 3131, Powergel P2521, P2541 (Úc); GOMA (Tây Ban Nha); đặc biệt thuốc nổ UP1 (Nga) đã sử dụng bột than để thay thế một phần dầu diezel trong thuốc nổ, từ đó cho phép hạ giá thành thuốc nổ.
Hướng 2: Lựa chọn sơ đồ bố trí lỗ khoan, kết cấu lượng thuốc nổ và các thông số khoan nổ mìn phù hợp
Sử dụng chiều cao tầng lớn: Mục đích của giải pháp tăng chiều cao tầng để tăng tỉ lệ chiều cao cột thuốc từ đó giảm chi phí khoan. Nga là quốc gia áp dụng chiều cao tầng lên đến 25÷30 m. Kết quả so sánh thành phần cỡ hạt cho thấy tỷ lệ cỡ hạt có kích thước dtb > 400 mm khi nổ tầng 15 m khi chỉ tiêu thuốc nổ q = 0,58 kg/m3 chiếm 15%, còn khi nổ mìn tầng cao 25÷30 m chiếm tỷ lệ nhỏ hơn < 10%.
Hướng 3: Hiện đại hóa khâu nạp thuốc nổ
Tại Việt Nam, công tác nạp thuốc nổ tại các mỏ lộ thiên chủ yếu được các công ty than tiến hành bằng công tác thủ công, phương pháp này sẽ làm kéo dài thời gian nạp nổ khi quy mô các bãi nổ lên đến hàng chục tấn thuốc nổ, làm ảnh hưởng không nhỏ đến sản lượng làm tơi đất đá. Bên cạnh đó còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ đến tính mạng của công nhân nạp thuốc. Với cường độ khai thác than đá lớn trong tương lai cần nghiên cứu hiện đại hóa khâu nạp mìn bằng các thiết bị chuyên dụng để rút ngắn thời gian thi công và tăng năng suất lao động.
Hiện đại hoá khai thác than đá lộ thiên bằng cách sử dụng công nghệ vận tải liên hợp ô tô – băng tải
Tại các mỏ than đá lộ thiên ở nước ta, việc vận chuyển đất đá ở các mỏ than sử dụng phần lớn công nghệ vận tải bằng ô tô đơn thuần có tải trọng (q) thay đổi từ 20÷96 tấn bao gồm CAT 777 (q = 96 tấn); HD785-7 (q = 91 tấn); CAT 773E;F, HD465-7R (q = 55÷58 tấn); HM400; Volvo (q = 32÷42 tấn); Scania, HOWO (q = 20÷27 tấn).
Ngoài ra, tại nhiều mỏ than đã sử dụng hệ thống băng tải đất đá hiện đại với công suất lướn nhằm vận chuyển dễ dàng hơn. Một ví dụ điển hình chính là mỏ than Cao Sơn đã đưa vào vận hành 1 tuyến băng tải đất đá dài 3.700 m từ khai trường ra bãi thải Bàng Nâu với công suất thiết kế 10 triệu m3 đất đá/năm.
Từng thời kì sẽ có một loại ô tô vận chuyển khác nhau. Ngày nay, xu hướng tăng dần tải trọng để phù hợp với thiết bị xúc bốc và HTKT với góc nghiêng bờ công tác lớn.Tại nhiều khu vực mỏ, các công ty nhập khẩu than đã bố trí số lượng lớn các ô tô tải để phục vụ công tác vận chuyển than, có nơi còn lên đến hàng vài trăm chiếc, gây phức tạp trong công tác điều hành và tổ chức sản xuất. Chính vì thế mà việc hiện đại hóa khâu vận tải đất đá tại các mỏ than lộ thiên là xu thế tất yếu để tăng sản lượng khai thác.
Hiện đại hoá khai thác than đá lộ thiên bằng phương pháp vét bùn và đào sâu đáy mỏ
Tại các mỏ than đá, các trận mưa khi đổ xuống cuốn theo đất đá hạt mịn và than xuống đáy mỏ lắng đọng thành bùn. Theo số liệu thực tế, sau mỗi mùa mưa khối lượng bùn tích lũy ở đáy moong của các mỏ lộ thiên khoảng 50÷80 ngàn m3, chiều dày lớp bùn từ vài mét đến vài chục mét, ảnh hưởng tới tốc độ đào sâu đáy mỏ.
Để hạn chế tình hình tích luỹ bùn nhằm tăng tốc độ đào sâu đáy các công ty than áp dụng các giải pháp vét bùn phù hợp là phương pháp tối ưu nhất như: sử dụng hệ thống bơm nồng độ vữa cao (tỉ lệ rắn/lỏng từ 35÷45%), công suất lớn (từ 1.200÷1.500 m3/h) để bơm liên tục các khối bùn lên các hố trung gian tại khai trường mỏ, sau đó phơi khôi và chở ra ngoài bãi thải để thay thế các công nghệ xử lý bùn truyền thống có năng suất thấp, giá thành cao hiện đang áp dụng tại một số mỏ như: Công nghệ xúc bùn trực tiếp lên ô tô chở ra ngoài bãi thải; Công nghệ rải đất đá nổ mìn lên lớp bùn. Sau khi vét hết khối bùn, sẽ đẩy nhanh tốc độ đào sâu đáy mỏ bằng giải pháp lựa chọn chiều cao tầng (h), chiều dài block xúc (LK), chiều rộng mặt tầng công tác (Bmin) và năng suất máy xúc Qx có giá trị hợp lý.
