Đây là lần đầu tiên ngành Than có công trình, giải pháp được vinh danh tại Sách vàng sáng tạo Việt Nam năm 2023 sau 7 năm sự kiện này được tổ chức bởi Ủy ban Mặt trận Tổ quốc Việt Nam, Bộ Khoa học và Công nghệ và Liên hiệp các Hội khoa học và Kỹ thuật Việt Nam.

Được biết cả hai công trình của các kỹ sư Công ty Cổ phần Than Vàng Danh -Vinacomin (Than Vàng Danh) trước đó năm 2022 cũng đã đạt Giải nhất hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Quảng Ninh lần thứ VIII.

Không chỉ mang lại hiệu quả cao về kinh tế thông qua tăng năng suất lao động, thu hồi tối đa nguồn tài nguyên trong quá trình khai thác, cả hai công trình, giải pháp khoa học đều góp phần hướng đến tạo dựng môi trường làm việc an toàn hơn cho người lao động.

Hệ thống điều khiển tự động đóng mở ghi đường đắt phòng nổ vào sử dụng hầm lò

Với mong muốn giải quyết vấn đề trên tuyến vận tải bằng tài điện khi cần chuyển hướng di chuyển của đoàn tài thì thợ lái tàu phải phanh hãm và dừng tàu sau đó xuống thực hiện bẻ ghi chuyển hướng bằng tay. Khi đoàn tàu di chuyển qua ghi thì phải thực hiện xuống chuyển ghi về vị trí cũ làm giảm năng suất vận tải và tiềm ẩn nguy cơ gây mất an toàn cho người lao động.

ThS Nguyễn Văn Minh – Giám đốc Công ty CP Than Vàng Danh đã cùng với các kỹ sư của công ty tiến hành “Nghiên cứu thiết kế chế tạo và lắp đặt đưa hệ thống điều khiển tự động đóng mở ghi đường sắt phòng nổ vào sử dụng trong hầm lò”.

Tầm xa điều khiển của bộ điều khiển từ xa đóng/mở ghi đường sắt phòng nổ dùng trong hầm lò lên tới 100-150m với môi trường mở và từ 30-50m với môi trường nhiều vật cản. (Ảnh: Báo Quảng Ninh)

Theo đó, đề tài được nghiên cứu và lắp đặt thử nghiệm tại ghi số 8 mặt bằng +130 giếng Cánh Gà Công ty CP Than Vàng Danh. Đây là vị trí thường xuyên có tàu, goòng vận chuyển than, đá và vật tư trao đổi giữa mức +130 khu giếng Cánh Gà với mặt bằng +135 khu giếng Vàng Danh.

ThS. Nguyễn Văn Minh cho biết, sau khi lắp đặt và thử nghiệm từ tháng 3/2020 kết quả cho thấy, giải pháp đã giúp tiết kiệm sức lao động, cải thiện điều kiện làm việc cho thợ lái, phụ tàu do không phải phanh hãm, dừng tàu thao tác lên xuống đóng, mở ghi. Đặc biệt là khắc phục, giảm các nguy cơ mất an toàn trong quá trình lên xuống đóng, mở ghi đường sắt khi chưa lắp hệ thống điều khiển tự động đóng, mở ghi đường sắt phòng nổ. Đồng thời, giải pháp cũng góp phần tăng tuổi thọ thiết bị, giảm các chi phí thay thế, sửa chữa cho các thiết bị như: Tàu điện, tổ hợp ắc quy axit…

Ông Phạm Văn Minh - Giám đốc Công ty Than Vàng Danh - Chủ nhiệm đề tài "Nghiên cứu, thiết kế chế tạo và lắp đặt, đưa hệ thống điều khiển tự động đóng mở ghi đường sắt phòng nổ vào sử dụng trong hầm lò" lên nhận chứng nhận của Ban Tổ chức Sách vàng sáng tạo năm 2023

Được biết, Công ty CP Than Vàng Danh đang sử dụng phương tiện vận tải bằng tàu điện để vận chuyển người, than, đất đá, vật liệu bằng đường sắt trong hầm lò với tổng chiều dài 65km. Trên các tuyến đường có nhiều ga chứa, ga trung chuyển, nhiều lối rẽ phải lắp đặt với tổng số trên 420 bộ ghi các loại. Hiện nay, đơn vị đã lắp đặt được 190/240 bộ ghi tự động trên các tuyến đường sắt chính, có cung độ dài. Dự kiến, đơn vị sẽ tiếp tục khảo sát và lắp đặt bổ sung cho các đường rẽ nhánh trong năm 2022. Từ việc áp dụng thành công và mang lại hiệu quả ở Than Vàng Danh, một số đơn vị khác như Than Uông Bí, Mạo Khê, Nam Mẫu, Quang Hanh, Mông Dương… cũng đã áp dụng các bộ điều khiển từ xa đóng/mở ghi đường sắt phòng nổ dùng trong hầm lò.

Thay đổi công nghệ khấu không để lại trụ bảo vệ cho các lò chợ ZRY

Công ty CP Than Vàng Danh là một trong những đơn vị sản xuất than hầm lò lớn của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV), với sản lượng khai thác hầm lò hàng năm khoảng 3,0 triệu tấn/năm, chiếm từ 10-15% tổng lượng than khai thác hầm lò của TKV. Trong đó, sản lượng khai thác than từ khu vực vỉa dốc (trên 45⁰) luôn duy trì từ 0,8-1,2 triệu tấn, chiếm từ 25-35% sản lượng toàn công ty theo các loại hình công nghệ khai thác.

Ông Vương Minh Thu – Phó Giám đốc Công ty CP Than Vàng Danh cho biết: Trước đây để khai thác các khu vực vỉa dốc, công ty chủ yếu áp dụng công nghệ khai thác chia lớp ngang nghiêng hoặc công nghệ khai thác buồng- lò thượng. Thực tế sản xuất cho thấy 2 sơ đồ công nghệ khai thác chia lớp ngang- nghiêng, buồng- lò thượng cơ bản đáp ứng được yêu cầu của mỏ, song sản lượng và năng suất lao động đạt được còn hạn chế (lò chợ ngang nghiêng có sản lượng từ 60 nghìn -80 nghìn tấn/năm, năng suất lao động từ 4,0-4,8 tấn/công), chi phí mét lò chuẩn bị cao từ 15-40m/1.000 tấn than, tổn thất than lớn từ 25-35%, đặc biệt là điều kiện làm việc, mức độ an toàn lao động còn hạn chế.

Từ cuối năm 2017, Công ty CP Than Vàng Danh đã đưa vào áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn mềm loại ZRY 25/35L để khai thác điều kiện vỉa dốc có chiều dày vỉa từ 2,5-3,5m. Vị trí áp dụng đầu tiên tại lò chợ I-6-1 số 1 khu I, giếng Vàng Danh.

Ông Vương Minh Thu Chủ nhiệm đề tài "Nghiên cứu, thay đối công nghệ khấu không để lại trụ bảo vệ cho các lò chợ ZRY tại Công ty CP than Vàng Danh- Vinacomin" lên nhận chứng nhận của Ban tổ chức Sách vàng sáng tạo

“Quá trình áp dụng cho thấy, công nghệ đã đạt được những kết quả khả quan như sản lượng năm 2019 đạt 111,495 tấn, năng suất lao động đạt bình quân 6,36 tấm/công-ca, tổn thất than ở mức 21%. Qua đó, đã khẳng định sự phù hợp và tính ưu việt của công nghệ này so với các công nghệ khai thác được áp dụng trước đây.”- ông Vương Minh Thu cho hay.

Tuy nhiên, công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY trong điều kiện địa chất của công ty còn điểm hạn chế rất lớn là trụ bảo vệ để lại lớn từ 20-30m (bình quân 25m) theo hướng dốc. Điều này đã làm hạn chế phạm vi cũng như diện áp dụng công nghệ khai thác trong công ty. Đặc biệt làm giảm trữ lượng khai thác của lò chợ, tổn thất than lớn.

Xuất phát từ thực tế trên, đề tài “Nghiên cứu, thay đổi công nghệ khấu không để lại trị bảo vệ cho các lò chợ ZRY tại Công ty CP Than Vàng Danh – Vinacomin” do ThS. Vương Minh Thu làm chủ nhiệm với mục tiêu nghiên cứu đề xuất và xây dựng được các giải pháp khấu than không để lại trụ bảo vệ phù hợp trong công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY25/35L hiện đang áp dụng tại công ty. Từ đó cho phép mở rộng phạm vi và nâng cao hiệu quả áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY25/35L tại Công ty CP Than Vàng Danh là rất cần thiết.

Để đạt mục tiêu nghiên cứu, Chủ nhiệm đề tài và nhóm nghiên cứu đã đánh giá điều kiện địa chất, kỹ thuật các khu vực vỉa than dốc tại công ty. Kết quả đánh giá đã chỉ ra rằng, trữ lượng các trụ bảo vệ trong quá trình khấu lò chợ xiên chéo tỷ trọng lớn từ 10-25% (bình quân là 17%) trong tổng trữ lượng đã được quy hoạch trong 3 dự án mở lớn mà công ty đang được giao và quản lý khai thác.

Trên cơ sở đánh giá hiện trạng, kết quả áp dụng công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ lò chợ bằng giàn chống mềm ZRY23/35L tại vỉa 6, vỉa 7 khu I giếng Vàng Danh, kết hợp lý thuyết và kinh nghiệm thưc tế trong khai thác chống giữ bằng giàn chống mềm, nhóm nghiên cứu đã đề xuất và xây dựng 02 giải pháp khấu không để lại trụ bảo vệ trong công nghệ khai thác lò chợ xiên chéo, chống giữ bằng giàn chống mềm loại ZRY25/35L.

Giải pháp thứ nhất: Đào thượng khai thác trực tiếp từ lò dọc vỉa vận tải và giải pháp thứ 2: Đào lò thượng bán xiên phía chân lò chợ kết nối với lò thượng khởi điểm.

Từ các giải pháp đề xuất và hiện trạng, kế hoạch khai thác lò chợ xiên chéo chống giữ bằng giàn chống mềm ZRY25/35L, nhóm nghiên cứu lựa chọn lò chợ I-7-1 trụ vỉa 7 khu I giếng Vàng Danh để tính toán thiết kế và triển khai ứng dụng thử nghiệm. Căn cứ vào thực tế hiện trường khu vực vỉa 7 trụ khu I giếng Vàng Danh nằm xen kẽ với khu đã được khai thác nên lò chợ được chuẩn bị theo hướng kết hợp 2 giải pháp.

“Quá trình thử nghiệm cho thấy, giải pháp đề xuất hoàn toàn phù hợp với điều kiện lò chợ I-7-1 trụ, góp phần nâng cao sản lượng lò chợ, năng suất lao động và tỷ lệ thu hồi than lò chợ.”- ông Vương Minh Thu khẳng định.

Quá trình áp dụng thử nghiệm giải pháp không để lại trụ bảo vệ than tại lò chợ I-7-1 khu I giếng Vàng Danh mức -175 đã khẳng định sự phù hợp của giải pháp đề xuất, từ khi triển khai áp dụng đã đem lại các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật rất tốt. Đặc biệt tiết kiệm tối đa tài nguyên và nâng cao hiệu quả kinh tế. Đồng thời tạo ra một bước tiến mới trong việc giải quyết công nghệ khai thác không để lại trụ bảo vệ của vỉa dốc tại công ty cũng như các đơn vị khác ở vùng than Quảng Ninh.

Theo ông Vương Minh Thu, tính đến quý 1/2021 tổng trữ lượng than khai thác đươc từ lò chợ ZRY là 387.062 tấn, trong đó, phần trữ lượng từ việc khấu không để lại trụ bảo vệ của các lò dọc vỉa vận tải theo giải pháp đề xuất là 53.700 tấn, doanh thu tăng 19,52 tỷ đồng.