Thực tế tại các mỏ khai thác than hầm lò ở Việt Nam hiện nay, hầu hết các vỉa than có góc dốc thoải và nghiêng thường được áp dụng hệ thống khai thác cột dài theo phương. Đường lò dọc vỉa thường được đào dọc theo vỉa than, chống giữ bằng vì chống kim loại và được duy trì bảo vệ trong vùng ảnh hưởng của khai thác lò chợ bằng các trụ than bảo vệ. Trụ bảo vệ có vai trò quan trọng trong việc ngăn cách nước, khí từ khi vực đá vách sập đổ tràn vào đường lò, giữ vững đường lò ổn định trong những khoảng thời gian nhất định. Tuy nhiên, việc để lại các trụ than bảo vệ lò dọc vỉa cũng có những nhược điểm lớn như làm tổn thất tài nguyên trong các trụ bảo vệ. Ngoài ra, tại các vị trí trụ bảo vệ không đủ lớn để chống lại áp lực của đá vách thì đường lò thường bị biến dạng, thu hẹp tiết diện dẫn đến không đảm bảo công tác vận tải và thông gió. Các đường lò thường bị nén bẹp nhanh chóng sau khi lò chợ tầng trên đi qua. Để duy trì các đường lò này phục vụ sản xuất, đường lò phải được chống xén lại nhiều lần dẫn đến chi phí cao, ngoài việc tốn kém vật tư, vật liệu và nhân công thì còn làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất, gây ách tắc sản xuất của mỏ.

Bên cạnh những nguyên nhân kể trên, sự hỏng đường lò nhanh chóng còn do đặc tính của vì chống sử dụng để chống giữ đường lò. Với các vì chống kim loại hiện đang được sử dụng chống giữ trong các đường lò hiện nay hầu hết làm việc theo nguyên tắc “phản lực”, nghĩa là sử dụng nội lực của vì chống để chống lại các tác dụng lực từ khối đá xung quanh đường lò. Nguyên tắc này phù hợp trong các điều kiện áp lực xung quanh đường lò nhỏ và không bị biến động mạnh. Tuy nhiên, trong trường hợp áp lực gia tăng mạnh mẽ như khi đường lò nằm trong vùng áp lực tựa từ trụ bảo vệ cạnh không gian khai thác thì kết cấu vì chống này không còn đủ khả năng chống lại áp lực mỏ. Vì chống trong điều kiện này thường bị bóp méo, vỡ hay bị cong vặn dẫn đến mất khả năng chống giữ. Chính vì vậy cần phải nghiên cứu thay đổi kết cấu chống giữ đường lò trong các điều kiện áp lực mỏ lớn để giảm chi phí và tăng hiệu quả khai thác. Kết quả tổng hợp các công trình nghiên cứu và kinh nghiệm khai thác tại các mỏ than hầm lò trên thế giới cho thấy hiện nay họ đã thay đổi kết cấu chống giữ các đường lò đảm bảo phù hợp với xu hướng phát triển và an toàn lao động.

Tại vùng than Kuzobass của Nga có đến 90% các đường lò được chống giữ bằng vì chống neo. Tại các nước khác như Trung Quốc, Ba Lan, Úc... cũng gần như toàn bộ các đường lò sử dụng vì chống neo trong việc chống giữ và duy trì ổn Nghiên cứu áp dụng vì chống neo trong các đường lò than khu vực khai thác lò chợ tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh Viện Khoa học Công nghệ Mỏ 5 Phòng Công nghệ Xây dựng CTN & Mỏ định đường lò. Lý do các vì chống neo được sử dụng rộng rãi vì bản chất của kết cấu chống này làm việc theo nguyên tắc “kéo - giữ”, nghĩa là các lớp đá mềm được kéo và giữ chặt vào lớp đá cững vững khó sập đổ hơn. Khi áp lực mỏ tăng cao thì kết cấu này rất khó vị phá hủy, các lớp đá phía dưới luôn được treo lên lớp đá cứng phía trên nên hạn chế được sự dịch chuyển của khối đá vào trong không gian đường lò. Với những phân tích trên, để đảm bảo khai thác an toàn và hiệu quả, giảm tổn thất tài nguyên thì yêu cầu đặt ra là cần phải nghiên cứu đưa ra giải pháp đào và duy trì đường lò chuẩn bị hợp lý với phương pháp khai thác tiết kiệm tài nguyên. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu áp dụng vì chống neo trong các đường lò than khu vực khai thác lò chợ tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh” do ThS. Nông Việt Hùng và các nhà nghiên cứu tại Viện KHCN Mỏ - Vinacomin được thực hiện nhằm mục tiêu: lựa chọn giải pháp công nghệ chống giữ bằng vì chống neo nhằm tăng cường độ ổn định đường lò than trong khu vực khai thác lò chợ giảm chi phí chống xén, sửa chữa trong việc ứng dụng vì chống neo trong điều kiện địa chất kỹ thuật mỏ Việt Nam. Đây cũng là yêu cầu cấp thiết của toàn ngành than Việt Nam hiện nay trong việc tiếp cận công nghệ tiên tiến của thế giới, thay đổi phương pháp khai thác phù hợp, từng bước hòa nhập với cuộc cách mạng công nghiệp của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam.

1. Đề tài “Nghiên cứu áp dụng vì chống neo trong các đường lò than khu vực khai thác lò chợ tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh” đã tiến hành đánh giá, tổng hợp các điều kiện vật chất kỹ thuật mỏ vùng Quảng Ninh, trên cơ sở tổng hợp kinh nghiệm chống giữ và duy trì đường lò đào trong than tại các mỏ than trên thế giới cho thấy, để duy trì ổn định các đường lò trong khu vực khai thác lò chợ cần áp dụng các giải pháp chống giữ bằng vì neo sử dụng neo ngắn kết hợp với neo cáp, sử dụng neo kết hợp với vì chống thép linh hoạt, thay đổi hình dạng tiết diện của vì chống cho phù hợp với điều kiện áp lực mỏ.

2. Để đảm bảo khả năng duy trì đường lò trong vùng ảnh hưởng khai của khai thác lò chợ thì vị trí bố trí đường lò phù hợp là cách biên giới không gian khai thác 5m (tương ứng trụ bảo vệ 5m). Với khoảng cách này, áp lực tác dụng lên đường lò không lớn, kích thước trụ than nhỏ nên góp phần tiết kiệm tài nguyên, đồng thời trụ than này còn có vai trò ngăn khí, nước và đá phá hỏa tràn ra từ khu vực khai thác lò chợ, góp phần đảm bảo an toàn lao động.

3. Trên cơ sở điều kiện các vỉa than thực tế, đề tài đề xuất một số hộ chiếu chống bằng vì neo phù hợp điều kiện áp dụng. Với giải pháp thi công chống giữ lò kết hợp giữa neo ngắn và neo dài sẽ cải thiện khả năng mang tải của vì chống neo trong các đường lò khu vực khai thác lò chợ.

4. Kết quả đường lò sau nhiều tháng theo dõi, đo đạc dịnh động bằng các trạm chỉ thị màu, đến nay chưa thấy sự biến dạng nóc lò lớn. Dịch chuyển các mốc đo chỉ một vài mm trong giới hạn an toàn. Các hiện tượng lở hông, tụt nóc gây biến dạng đường lò và thu hẹp diện tích an toàn cho người và thiết bị khi đường lò hoạt động không xẩy ra.

Trên cơ sở đã đạt được, nhóm thực hiện đề tài kính đề nghị các cơ quan có thẩm quyền xem xét, phê duyệt đề tài “Nghiên cứu áp dụng vì chống neo trong các đường lò than khu vực khai thác lò chợ tại một số mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh” làm tài liệu tham khảo cho đơn vị sản xuất, giảng dạy và làm cơ sở để đưa các kết quả nghiên cứu và sản phẩm nghiên cứu của đề tài vào thực tiễn sản xuất.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 16433/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.