Nghiên cứu, đề xuất sơ đồ công nghệ khai thác lò chợ khấu than bằng máy, chống giữ bằng giá khung, giá xích

 đã khắc phục được nhược 
điểm dễ xô dạt của giá thủy lực di động, từ đó 
cho phép nâng cao mức độ an toàn và khả năng 
thích nghi của công nghệ trong các điều kiện địa 
chất phức tạp, đồng thời việc áp dụng máy khấu 
thay cho khoan nổ mìn cho phép nâng cao đáng 
kể sản lượng và năng suất lao động.
Tổng hợp kinh nghiệm áp dụng cơ giới hóa 
[3] từ năm 2002 và kinh nghiệm khai thác lò 
chợ giá khung, giá xích [4] từ năm 2007 đến 
nay tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh cho 
thấy giá khung và giá xích áp dụng hiệu quả đối 
với các khu vực vỉa than dày trên 1,6m, thoải 
đến nghiêng (≤35°), trong khi hầu hết các loại 
máy khấu làm việc thuận lợi trong miền góc dốc 
đến 20°, một số loại máy khấu làm việc với góc 
dốc đến 35°. Do vậy, việc nghiên cứu khả năng 
áp dụng giá khung hoặc giá xích kết hợp máy 
khấu than tại các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 
có thể xem xét đối với các vỉa dày trên 1,6m và 
dốc đến đến 35°, đá trụ vỉa có cường độ kháng 
lún đạt từ cấp 4 trở lên [5]. Ưu tiên thử nghiệm 
trước tại các khu vực vỉa than có góc dốc đến 
20°, đá trụ bền vững.
Kết quả đánh giá tổng hợp trữ lượng than tại 
một số mỏ/khoáng sàng khai thác hầm lò vùng 
Quảng Ninh như: Mạo Khê, Nam Mẫu, Uông 
Bí, Vàng Danh, Hà Lầm, Núi Béo, Dương Huy, 
Quang Hanh, Thống Nhất, Hạ Long (Khe Chàm 
II-IV), Khe Chàm (Khe Chàm III) và Mông Dương 
cho thấy trong tổng số 630,6 triệu tấn than đã 
được quy hoạch vào khai thác đến năm 2025, 
trữ lượng các vỉa dày trên 1,6m và góc dốc vỉa 
đến 35 độ có khoảng 448,6 triệu tấn, chiếm đến 
70% tổng trữ lượng than đã quy hoạch (chi tiết 
xem bảng 1). Trong đó, trữ lượng vỉa dày trung 
bình từ 1,6 ÷ 3,5m khoảng 168 triệu tấn (chiếm 
26,7%) vỉa dày từ 3,5 ÷ 10m khoảng 251,5 triệu 
tấn (chiếm 40%), còn lại là vỉa dày trên 10m [3]. 
Theo đánh giá, trữ lượng các khu vực vỉa dày 
trên 1,6m, thoải đến nghiêng có khả năng CGH 
tại các mỏ hầm lò hiện nay khoảng 200 triệu tấn, 
đây cũng là những khu vực có thể áp dụng giá 
khung hoặc giá xích kết hợp máy khấu than.
Đối với điều kiện các vỉa than dày trên 1,6m, 
thoải đến nghiêng, chống giữ bằng giá khung và 
Bảng 1. Tổng hợp trữ lượng than theo các yếu tố chiều dày và góc dốc
Góc dốc (độ) Trữ lượng, nghìn tấn
0,8 ÷ 1,6 m 1,6 ÷ 3,5 m 3,5 ÷ 10 m >10 m Tổng
≤20 độ 6.742,75 64.395,06 113.116,54 14.588,30 198.842,65
1,07% 10,21% 17,94% 2,31% 31,53%
20 ÷ 35 độ 14.350,01 104.075,99 138.370,22 14.005,09 270.801,31
2,28% 16,50% 21,94% 2,22% 42,94%
35 ÷ 45 độ 6.023,07 45.808,34 35.858,62 - 87.690,04
0,96% 7,26% 5,69% 0,00% 13,90%
>45 độ 8.696,01 32.957,88 30.766,90 889,94 73.310,73
1,38% 5,23% 4,88% 0,14% 11,62%
Tổng 35.811,84 247.237,28 318.112,28 29.483,32 630.644,72
5,68% 39,20% 50,44% 4,68% 100,00%
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
 KHCNM SỐ 1/2019 * CNKT HẦM LÒ10
giá xích kết hợp máy khấu có thể khai thác theo 
nhiều cách khác nhau, tuy nhiên trong điều kiện 
các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh hiện nay 
có thể xem xét áp dụng một số hệ thống khai 
thác (HTKT) như sau:
(1) HTKT cột dài theo phương, khấu hết 
chiều dày vỉa
Bản chất của HTKT cột dài theo phương, 
khấu hết chiều dày vỉa như sau:
Công tác chuẩn bị: Theo giới hạn của tầng 
(hoặc phân tầng), tiến hành đào lò dọc vỉa vận 
tải (1) và thông gió (2) đến biên giới khai thác 
của lò chợ, tiếp theo đào lò thượng khởi điểm 
(3) nối thông lò vận tải và lò thông gió để lắp 
đặt lò chợ. Tùy theo cách thức chuẩn bị của 
từng khu vực có thể đào lò song song chân (4) 
và lò nối (5), khoảng cách giữa các lò nối theo 
phương từ 80 ÷ 100m. Trụ bảo vệ (6) được tính 
toán để đảm bảo khả năng chống giữ áp lực mỏ 
và duy trì lò dọc vỉa vận tải (1) làm lò thông gió 
khi khai thác tầng (hoặc phân tầng) dưới. Từ 
lò thượng khởi điểm tiến hành lắp đặt vì chống 
lò chợ, các thiết bị khai thác để tiến hành khấu 
than. Chi tiết về sơ đồ chuẩn bị cho HTKT cột 
dài theo phương, lò chợ khấu hết chiều dày vỉa 
xem hình 2.
Công tác khai thác: Việc khai thác được tiến 
hành trên toàn bộ chiều dày vỉa tương tự với các 
lò chợ khai thác vỉa dày trung bình, thoải đến 
nghiêng. Theo đó, sau khi lắp đặt các vì chống 
và hoàn tất công tác phá hỏa ban đầu, tiến hành 
khai thác thường kỳ lò chợ. Trình tự khai thác 
thực hiện theo hướng khấu dật từ biên giới về 
trung tâm. Tiến độ khấu thay đổi tùy thuộc vào 
chiều rộng tang khấu được chọn (thường là 0,6 
÷ 0,8m). Điều khiển đá vách bằng phá hỏa toàn 
phần hoặc chèn lò.
 Công tác vận tải: Than khai thác từ gương 
theo máng cào lò chợ, lò song song chân (4), lò 
nối (5) xuống lò dọc vỉa vận tải (1) và ra ngoài. 
Vật liệu cung cấp cho lò chợ được vận chuyển 
từ ngoài mặt bằng, theo các đường lò khai 
thông, chuẩn bị mức thông gió vào cung cấp 
cho lò chợ.
Công tác thông gió: Thông gió cho lò chợ 
theo sơ đồ thông gió chung của khu vực. Gió 
sạch từ ngoài mặt bằng, theo các đường lò khai 
thông mức vận tải vào lò dọc vỉa vận tải (1), lò 
nối (5), lò song song chân (4) vào cấp cho lò 
chợ. Gió thải từ lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió 
(2) và ra ngoài theo các đường lò khai thông 
mức thông gió.
Công tác thoát nước: Nước thoát ra từ lò chợ 
tự chảy xuống lò song song chân, lò nối, lò dọc 
vỉa vận tải và ra hệ thống thoát nước chung của 
toàn mỏ.
Phạm vi áp dụng: HTKT này có thể áp dụng 
cho các khu vực vỉa dày trung bình từ 1,6 ÷ 2,5 
m. Than từ trung bình đến cứng. Mức độ biến 
động chiều dày vỉa từ ổn định đến ổn định trung 
1, 2 - lò dọc vỉa vận tải, thông gió; 2 - lò thượng khởi 
điểm; 4 - lò song song chân; 5 - lò nối
Hình 2. Hệ thống khai thác cột dài theo phương,
 lò chợ khấu hết chiều dày vỉa
Hình 3. Gương lò chợ 
khai thác 1 lớp hết chiều dày vỉa
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
11 KHCNM SỐ 1/2019 * CNKT HẦM LÒ
bình. Mức độ biến động về góc dốc từ ổn định 
đến tương đối ổn định. Khu vực áp dụng có 
quy mô trữ lượng huy động của lò chợ không 
nhỏ hơn công suất thiết kế của lò chợ để hạn 
chế gián đoạn sản xuất do chuyển diện. Đá kẹp 
trong vỉa có hệ số kiên cố f ≤ 4 (phù hợp với khả 
năng làm việc của hầu hết các loại máy khấu 
hiện nay).
(2) HTKT cột dài theo phương, khấu lớp 
trụ, hạ trần thu hồi than nóc
Bản chất của HTKT như sau:
Công tác chuẩn bị: Công tác chuẩn bị cho hệ 
thống khai thác này bao gồm đào các lò dọc vỉa 
vận tải, thông gió và thượng khởi điểm cùng các 
đường lò khác. Lò được đào bám trụ theo sơ đồ 
tương tự HTKT cột dài theo phương, khấu hết 
chiều dày vỉa (xem hình 2). 
Công tác khai thác: Công tác khấu gương 
bằng máy khấu, chiều cao khấu gương từ 1,8 
÷ 2,5 m, phần than nóc được hạ trần thu hồi 
sau khi di chuyển vì chống sang luồng mới (xem 
hình 4).
Công tác vận tải: Công tác vận tải trong lò 
chợ được thực hiện bằng máng cào. Sơ đồ vận 
tải từ chân lò chợ ra ngoài cũng như các công 
tác phụ trợ khác thực hiện tương tự hệ thống 
khai thác khấu một lớp hết chiều dày vỉa.
Phạm vi áp dụng: HTKT này được áp dụng 
trong điều kiện vỉa có chiều dày không ổn định 
đến ổn định, cấu tạo vỉa từ đơn giản đến phức 
tạp, đá vách dễ sập đổ đến sập đổ trung bình, 
than không có tính tự cháy.
(3) HTKT chia lớp nghiêng hạ trần thu hồi 
than lớp giữa
Về cơ bản, bản chất của HTKT này là tương 
tự HTKT khấu một lớp hết chiều dày vỉa đối với 
các vỉa rất gần nhau. Tuy nhiên thay vì một lớp 
khấu hết toàn bộ chiều dày vỉa, theo chiều dày, 
vỉa than được chia thành các lớp nghiêng khai 
thác độc lập (hình 5).
 Tùy thuộc vào chiều dày vỉa, đặc điểm phân 
lớp đá kẹp,... và chiều cao khấu của lò chợ sẽ 
hình thành từ 2 đến nhiều lớp khấu. Tại mỗi lớp, 
các công tác chuẩn bị, khai thác, vận tải, thông 
gió, cấp thoát nước, được thực hiện tương tự 
nhau. Các lò chợ chia lớp theo trình tự từ trên 
xuống (khi điều khiển đá vách bằng phá hỏa 
toàn phần) hoặc từ dưới lên trên (khi điều khiển 
đá vách bằng chèn lò). Chiều cao khấu gương 
từ 2,0 ÷ 2,5 m, giữa các lớp khấu là các lớp than 
hạ trần được tính toán để đảm bảo khả năng 
sập đổ phục vụ công tác thu hồi than hạ trần. 
Sơ đồ chuẩn bị vẽ trong trường hợp vỉa than 
được chia thành 2 lớp khấu xem hiǹh 6. Trong 
đó lớp vách khai thác trước, sau khi kết thúc 
lớp vách tiến hành khai thác lớp trụ hoặc khai 
thác đuổi nhau. Khi khai thác đuổi nhau, khoảng 
cách vượt trước của các lớp được xác định theo 
công thức:
Lmin = m x cotgδ0 + Xmin, m
1,2 - lò dọc vỉa vận tải và thông gió lớp trụ; 3, 7 - lò 
thượng khởi điểm lớp vách; 5,6 - lò dọc vỉa vận tải 
và thông gió lớp vách
Hình 5. Hệ thống khai thác chia lớp nghiêngHình 4. Lò chợ trụ, hạ trần thu hồi than nóc
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
 KHCNM SỐ 1/2019 * CNKT HẦM LÒ12
Trong đó: m - là tổng chiều dày vỉa 2 lớp khấu 
liền nhau và than hạ trần, m; δ0 - góc biên giới 
theo phương, độ; Xmin - khoảng cách dự trữ để 
đảm bảo cho lò chợ lớp dưới khai thác liên tục 
trong thời gian lò chợ lớp trên gặp sự cố gián 
đoạn sản xuất. Giá trị Xmin phụ thuộc tốc độ tiến 
gương của lò chợ, thường được chọn với thời 
gian dự trữ khoảng 1 tháng.
Điều kiện áp dụng của hệ thống khai thác: 
Vỉa than có chiều dày lớn hơn chiều dày tối đa 
cho phép của một lớp khấu tính theo khả năng 
sập đổ trần than và khả năng chịu tải của vì 
chống [5], vỉa ổn định đến ổn định trung bình về 
chiều dày và góc dốc.
Tính toán sơ bộ cho một lò chợ bán cơ giới 
hóa sử dụng giá khung (GK) hoặc giá xích (GX) 
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Lò chợ máy khấu Lò chợ khoan nổ mìn
1 Chiều dày vỉa trung bình m 6,5 6,5
2 Chiều dài lò chợ theo hướng dốc m 100 100
3 Chiều cao khấu gương m 2,2 2,2
4 Chiều dày lớp than hạ trần m 4,3 4,3
5 Chiều rộng bước khấu m 0,6 0,8
6 Trọng lượng thể tích của than Tấn/m3 1,55 1,55
7 Sản lượng than khai thác 1 ngày đêm Tấn 1.186 791
8 Sản lượng than khai thác 1 tháng Tấn 29.658 19.772
9 Hệ số tính đến thời gian chuyển diện - 0,92 0,92
10 Công suất lò chợ Tấn 300.000 200.000
11 Số công nhân lò chợ một ngày đêm Người 84 93
12 Năng suất lao động trực tiếp T/công 14,1 8,5
Bảng 2. So sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ bán cơ giới và lò chợ khoan nổ mìn, chống giữ 
bằng giá khung hoặc giá xích
TT Tên thông số Đơn vị tính Lò chợ máy khấu Lò chợ khoan nổ mìn
GK GX GK GX
1 Giá chống Tr.đồng 26.528,0 24.849,8 22.106,7 20.708,2
2 Máy khấu Tr.đồng 11.382,8 11.382,8 - -
3 Máng cào trước Tr.đồng 9.681,5 9.681,5 - -
4 Máng cào sau Tr.đồng 816,2 816,2 816,2 816,2
5 Máng cào lò chân Tr.đồng 816,2 816,2 816,2 816,2
6 Máng cào họng sáo Tr.đồng 816,2 816,2 816,2 816,2
7 Hệ thống điện và phụ trợ Tr.đồng 5.000 5.000 3.000 3.000
Bảng 3. Khái toán chi phí thiết bị các loại hình công nghệ
TT Các yếu tố chi phí Đơn vị tính Lò chợ máy khấu Lò chợ khoan nổ mìn
GK GX GK GX
1 Vật liệu Đồng 24.074 24.010 35.993 35.691
2 Động lực Đồng 15.000 15.000 7.500 7.500
3 Tiền lương Đồng 59.007 59.007 97.882 97.882
4 Các loại bảo hiểm Đồng 3.080 3.080 6.522 6.522
5 Khấu hao cơ bản Đồng 30.578 29.646 22.963 21.797
6 Chi phí khác Đồng 10.409 10.321 14.950 14.822
Tổng cộng Đồng 144.193 143.109 185.811 184.215
Bảng 4. Giá thành phân xưởng các loại hình công nghệ
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
13 KHCNM SỐ 1/2019 * CNKT HẦM LÒ
Research and proposal of the coal mining flowsheet 
using coal cutting combines and longwall supporting with movable 
supporting frames and chain supporting frames
 Dr. Dao Ngoc Hoang; Dr. Le Duc Nguyen,
 MSc. Dam Huy Tai; MSc. Phung Viet Bac
 Institute of Mining Science and Technology – Vinacomin
 Summary:
At present, the coal output exploited from the longwall with using blasting method and supporting 
with movable supporting frames and chain supporting frames has accounted for about 43.5% of 
VINACOMIN’s total coal output. Although the technology has been applied widely and skillfully, but 
due to using blasting method, the productivity and output has been limitted. Research and proposal 
of the mining flowsheet to improve productivity, labor productivity, safety level and the working 
conditions is the main content of this paper.
kết hợp máy khấu có chiều dài 100m, chiều dày 
vỉa 6,5m cho thấy so với lò chợ khoan nổ mìn 
trong cùng điều kiện, lò chợ sử dụng máy khấu 
có công suất cao hơn 1,5 lần; nhu cầu nhân lực 
trực tiếp giảm khoảng10%; năng suất lao động 
trực tiếp cao hơn 1,66 ÷ 2,21 (chi tiết xem từ 
bảng 2 đến bảng 4). Với khái toán tổng mức đầu 
tư dự kiến khoảng 55 tỷ đồng, giá thành khai 
thác một tấn than thấp hơn từ 20 ÷ 22% so với 
lò chợ khoan nổ mìn chống giữ bằng giá khung 
hoặc giá xích trong cùng điều kiện.
3. Kết luận
Kết quả đánh giá tổng hợp kinh nghiệm áp 
dụng giá khung, giá xích kết hợp máy khấu than 
tại các mỏ hầm lò của Trung Quốc và tính toán 
sơ bộ trong điều kiện của các mỏ hầm lò của 
TKV đã cho thấy công nghệ này cho phép nâng 
cao đáng kể sản lượng của lò chợ so với khoan 
nổ mìn, từ đó nâng cao năng suất lao động và 
giảm giá thành khai thác than. Ngoài ra, việc 
giảm khối lượng các công việc thủ công như 
khoan nổ mìn, xúc tải than đã góp phần cải thiện 
điều kiện làm việc cho người lao động và nâng 
cao mức độ an toàn.
Hiện nay, trữ lượng than vỉa dày trung bình 
và dày, thoải đến nghiêng tại các mỏ hầm lò 
vùng Quảng Ninh cũng như cơ cấu sản lượng 
khai thác hàng năm từ các đối tượng vỉa than 
này đang chiếm một tỷ trọng rất lớn trong tổng 
sản lượng khai thác hầm lò của ngành than. 
Việc đổi mới công nghệ khai thác sẽ góp phần 
tích cực trong việc nâng cao hiệu quả khai thác 
và giảm áp lực về sự thiếu hụt nguồn nhân lực 
đối với ngành than những năm tới.
Trong điều kiện địa chất phức tạp tại các mỏ 
than hầm lò vùng Quảng Ninh, việc đầu tư các 
lò chợ bán cơ giới sử dụng giá khung và giá 
xích kết hợp máy khấu cho phép khai thác được 
nhiều khu vực khó hoặc không có khả năng áp 
dụng cơ giới hóa đồng bộ do công nghệ có chi 
phí đầu tư thấp hơn nhiều so với các lò chợ 
CGH đồng bộ. Ngoài ra, cán bộ và công nhân 
tại các mỏ đã có nhiều kinh nghiệm khai thác và 
chống giữ lò chợ bằng giá khung hoặc giá xích 
sẽ là một trong các yếu tố thuận lợi để nghiên 
cứu triển khai áp dụng trong thời gian tới./.
Tài liệu tham khảo:
1. Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam, 
Báo cáo tổng hợp khối lượng mỏ, Hà Nội, 2008.
2. Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam, 
Báo cáo tổng hợp khối lượng mỏ, Hà Nội, 2018.
3. Đặng Thanh Hải, Báo cáo tổng kết đề tài “Phát 
triển áp dụng cơ giới hóa đào lò và khai thác tại các 
mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh giai đoạn 2013 ÷ 2015, 
lộ trình đến năm 2020”, Hà Nội, 2016.
4. Đinh Văn Cường, Báo cáo tổng kết đề tài 
“Nghiên cứu áp dụng giá khung, giá xích thay thế cột 
thủy lực đơn trong các lò chợ khai thác vỉa dày trung 
bình, dốc thoải đến nghiêng nhằm nâng cao mức độ 
an toàn, sản lượng và năng suất lao động tại các mỏ 
than hầm lò”, Hà Nội, 2017.
5. Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam, 
“Hướng dẫn thực hiện công tác phá hỏa ban đầu và 
chia lớp khai thác lò chợ trong các mỏ than hầm lò 
thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản 
Việt Nam”, Hà Nội 2018.