Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ thoát khí mê tan của vỉa 6A mỏ than Mạo Khê

Mục tiêu của bài báo "Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ thoát khí mê tan của vỉa 6A mỏ than Mạo Khê" là nghiên cứu để xác định các yếu tố ảnh hưởng và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố chính đến độ thoát khí mê tan khi khai thác vỉa 6A mỏ than Mạo Khê để có thể chủ động điều chỉnh nồng độ khí mê tan phù hợp trong bầu không khí mỏ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ thoát khí mê tan của vỉa 6A mỏ than Mạo Khê HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ thoát khí mê tan của vỉa 6A mỏ than Mạo Khê Nguyễn Văn Thịnh1,* 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chấtTÓM TẮTMỏ than Mạo Khê do Công ty than Mạo Khê - TKV quản lý. Hiện tại, mỏ than Mạo Khê được khai tháctừ lộ vỉa đến mức -150 và được xếp hạng IV về khí mêtan. Tại mỏ than này đã xảy ra một vụ nổ khímêtan vào năm 1999 làm 19 người thương vong, nguyên nhân chính được xác định là do nồng độ khí mêtan tại tâm vụ nổ vượt quá giới hạn cho phép. Để tránh xảy ra các vụ nổ khí tại các mỏ như năm 1999, cầnphải có các giải pháp phù hợp để loại bỏ sự tích tụ khí mêtan trong các đường dẫn hầm lò.Vỉa 6A của mỏ than Mạo Khê được đánh giá có độ chứa khí mê tan cao và có nguy cơ xì khí mê tan trongquá trình khai thác. Do đó tác giả lựa chọn vỉa 6A tại mỏ than Mạo Khê là đối tượng nghiên cứu về cácyếu tố ảnh hưởng đến độ thoát khí mê tan khi khai thác. Mục tiêu của tác giả là nghiên cứu để xác địnhcác yếu tố ảnh hưởng và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố chính đến độ thoát khí mê tan khi khai thác vỉa6A mỏ than Mạo Khê để có thể chủ động điều chỉnh nồng độ khí mê tan phù hợp trong bầu không khímỏ.Bài báo đã sử dụng các phương pháp đo, lấy mẫu và phân tích thực tế để xác định mức độ phát thải khímêtan từ các lò chợ ở các mức khai thác khác nhau của vỉa than 6A và xác định mức độ ảnh hưởng củacác yếu tố chính đến độ thoát khí mê tan. Mức độ ảnh hưởng của sản lượng khai thác đến độ thoát khí mêtan được thể hiện qua phương trình y = a.x2 + b.x + c, mức độ ảnh hưởng của độ chứa khí mê tan trongvỉa than 6A đến độ thoát khie mê tan được thể hiện qua phương trình y = a.ln(x) + b.Từ khóa: Mạo khê; độ thoát khí; khí mê tan; dự báo.1. Đặt vấn đề Vấn đề nghiên cứu về khí mê tan tại các vỉa than đã có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoàinước đề cập tới, một số công trình tiêu biểu có những đóng góp đáng kể như: Nghiên cứu chế độ thoát khímê tan khi khai thác xuống sâu tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh [Nguyễn Văn Thịnh 2019, TrầnXuân Hà 2013]. Các công trình nghiên cứu có những đóng góp to lớn đối với việc chủ động kiểm soát khímê tan trong các mỏ khai thác than bằng phương pháp hầm lò. Tuy nhiên với mỗi vỉa than sẽ có nhữngđiều kiện địa chất khác nhau và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến độ thoát khí mê tan từ các vỉa thanlà khác nhau, do đó với mỗi vỉa than cần có những nghiên cứu cụ thể cho từng điều kiện của vỉa than đó. Trong kế hoạch khai thác của mỏ than Mạo Khê đến mức -400, vỉa 6 tiếp tục được huy động vào khaithác, do đó việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ thoát khí mê tan tại vỉa than này có nhiều thuậnlợi trong việc kiểm chứng kết quả tại thực tế. Để xác định các yếu tố ảnh hưởng và mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố đến độ thoát khí mê tan khikhai thác vỉa 6 của mỏ than Mạo Khê, tác giả đã xử lý số liệu phân tích độ chứa khí mê tan trong vỉa than,nồng độ khí mê tan thoát ra khi khai thác vỉa 6 ở các cost cao khác nhau từ khi bắt đầu khai thác đến quý1 năm 2022. Từ đó xác định các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến độ thoát khí mê tan và xây dựng phươngtrình toán học thể hiện mối quan hệ giữa các yếu tố đó với nhau.2. Đặc điểm địa chất của vỉa 6 Vỉa tồn tại khắp diện tích khu mỏ, vỉa xuất hiện lộ vỉa trên tuyến T.Ib rồi vát nhọn đến đứt gãy F.430,vỉa tiếp tục xuất lộ ở tuyến T.IIA nằm về phần cánh nâng của đứt gãy F.430 đến hết tuyến T.X và chìmvào đứt gãy F.11. Trên tuyến T.XIA tiếp tục xuất lộ tại tuyến và kéo dài đến tuyến T.XIV và gặp đứt gãyF.129. Theo phương vỉa này dài khoảng 8,1km. Từ T.XV về phía Tây góc dốc thay đổi từ 550  700, quaT.XV về phía Đông thoải dần, góc dốc thay đổi từ 170  350. Vỉa có cấu tạo phức tạp, có từ 0  9 lớp đákẹp, chiều dày lớp kẹp từ 0,00m  3,21m, trung bình 0,48m. Vỉa được chia ra làm 2 phân vỉa, phân vỉa6(V) có chiều dày thay đổi từ 0,38m (G.X.192)  9,77m (LK.346), trung bình 3,26m. Chiều dày riêngthan thay đổi từ 0,38m  6,98m, trung bình 2,78m. Phân vỉa 6(T) có chiều dày vỉa thay đổi từ 0,33m*Tác giả liên hệEmail: nguyenvanthinh.hl@humg.edu.vn 675(H.VIIA.374)  10,22m (C3-D-80), trung bình 3,17m. Chiều dày riêng than thay đổi từ 0,28m  8,56m,trung bình 2,73m [Công ty VITE, 2011]. Hình 1. Mặt cắt địa chất đặc trưng khu mỏ3. Đặc điểm độ thoát khí mê tan của các vỉa than3.1. Đặc điểm nguồn thoát khí mê tan Khí Mêtan thoát vào đường lò từ các nguồn sau [Trần Xuân Hà 2013]: Khí mê tan được thoát ra từ than được tách phá trong quá trình đào lò; Khí metan thoát ra từ sườn than của đường lò; Khí metan thoát ra từ sườn đá của đường lò (vùng lân cận với sườn than), ở đây mêtan thoát ra từphần vỉa than nằm trong vùng thay đổi áp lực trong vỉa do ảnh hưởng của khai thác.3.2. Đặc điểm cơ chế thoát khí mê tan từ các vỉa than Trong các đường lò mêtan xuất ra qua các mặt tự do và của vỉa than và một lượng nhỏ qua mặt tự docủa đất đá, từ than đã khấu, từ các vùng đã khai thác… Qua quan sát lâu dài người ta thấy có ba dạng xuất khí mêtan như sau: Sự xuất khí từ từ liên tục: Dạng xuất khí này không sinh ra những thay đổi lớn về lưu lượng, theo thờigian, lưu lượng khí mêtan xuất ra gần như không đổi và cũng không lớn. Khí mêtan xuất ra trong trườnghợp này qua các kẽ nứt nẻ nhỏ và không nhìn thấy, đồng thời là lượng chính khí mêtan xuất ra trong mộtmỏ. Sự tăng khả năng chứa mêtan và tính thẩm thấu đối với khí của vỉa than, cũng như sự tăng áp suấtcủa khí, sẽ dẫn đến sự xuất khí mêtan qua các mặt tự do, sau khi mở vỉa, sự xuất khí xảy ra rất mạnh, sauđó cườn ...