Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 10/02/2009 23:19 (GMT+7)

Dự báo độ chứa khí và độ thoát khí mê tan để phòng chống cháy nổ khí tại các mỏ hầm lò

Mức độ nguy hiểm về khí mê tan có ảnh hưởng rất lớn đối với công tác khai thác than hầm lò và trong nhiều trường hợp có ảnh hưởng mang tính quyết định đến việc lựa chọn mô hình khai thác mỏ, mô hình hệ thống thông gió, chọn quạt, phương pháp mở vỉa chuẩn bị. Chính vì vậy, việc đánh giá mức độ nguy hiểm về khí mê tan đối với mỗi vùng khoáng sàng hay từng mỏ than hầm lò có ý nghĩa rất to lớn, nó giúp cho những người làm công tác mỏ đưa ra các biện pháp, giải pháp ngăn ngừa hiểm hoạ cháy nổ cũng như áp dụng các trang thiết bị, phương pháp khai thác phù hợp với mức độ nguy hiểm về khí mê tan đã được đánh giá.

Việc dự báo độ thoát khí mê tan vào khu vực khai thác hoặc cho một mức khai thác mới trong tương lai thực sự là công việc quan trọng, nó ảnh hưởng đến việc quyết định lựa chọn phương pháp thông gió, phương pháp chuẩn bị và khai thác, nhiều khi có ảnh hưởng mang tính quyết định toàn mỏ. Để tính toán dự báo độ thoát khí cần thiết phải tính toán dự báo độ chứa khí ở các mức sâu hơn. Dưới đây nêu các phương pháp tính toán dự báo độ chứa khí và độ thoát khí thường hay sử dụng:

1. Phương pháp tính toán dự báo độ chứa khí tự nhiên

Theo các nhà khoa học thuộc mỏ thử nghiệm Barbara thuộc Viện Mỏ Trung ương Ba Lan (GIG) độ chứa khí tự nhiên khi xuống sâu có thể dự báo bằng phương pháp nội suy (H1).

Trên cơ sở hạ tầng các thông số độ chứa khí tự nhiên đã được xác định ở các mức trên trong từng vỉa và căn cứ vào xu hướng thay đổi độ chứa khí tự nhiên theo chiều sâu có thể dự báo độ chứa khí tự nhiên ở các mức sâu hơn.

2. Phương pháp tính toán dự báo độ thoát khí mê tan vào đường lò

Trên thế giới hiện nay có các phương pháp dự báo độ thoát khí mê tan được thông dụng bao gồm:

- Phương pháp tại các nước Tây Âu theo: Shulza, Wintera, Stuffkena và Pattei Skyego.

- Phương pháp thống kê của Liên Xô (cũ).

- Phương pháp của Viện Skoczynski (CHLB Nga)

- Phương pháp dựa vào bản đồ đồng đẳng độ chứa khí tự nhiên.

- Phương pháp dự báo độ thoát khí vào lò chợ của mỏ thử nghiệm Barbara (Ba Lan).

Dưới đây là mô tả sơ bộ phương pháp thông dụng nhất đang được sử dụng đó là phương pháp theo mỏ thực nghiệm Barbara (Ba Lan).

Điểm mấu chốt của phương pháp là xác định nguồn gốc xuất khí CH 4vào đường lò khai thác. Khí CH 4được xuất ra từ than mới khấu, từ mặt gương lò chợ, từ các lò chuẩn bị (Lò chân và lò đầu) và từ các vỉa lân cận.

VE = (VE1 + VE2 + VE3 + VE4) (1)

Trong đó: VE - ∑ Lượng khí CH4 thoát ra, m3 CH 4/phút; VE1 - Lượng khí CH 4thoát ra từ than mới khấu, m3 CH 4/ phút; VE2 - Lượng khí CH 4xuất ra từ bề mặt lộ gương lò chợ, m3 CH 4/ phút; VE3 - Lượng khí CH4 xuất ra từ đường lò chuẩn bị, m3 CH 4/ phút; VE4 - Lượng khí CH 4xuất ra từ các vỉa lân cận, m3 CH 4/ phút.

Lượng khí CH 4thoát ra từ than mới khấu được tính bằng công thức:

(Hình 2)   (2)

Trong đó PE - Tiến độ lò chợ, m/ngày - đêm, l - Chiều dài lò chợ, m; mW - chiều dày than khai thác, m; g - Trọng lượng thể tích của than, tấn/ m3; Wo, Wk - Độ chứa khí của than tại gương và độ chứa khí còn lại, m3 CH 4/T. Trong công thức lấy giá trị 0.8 Wo.

Khí CH4 thoát ra từ bề mặt lộ gương:

W E2= (m wlg p) (3)

Trong đó: g p- Cường độ xuất khí từ bề mặt lộ gương, m3 CH4/m2 phút,

Giá trị của hệ số cường độ xuất khí xác định theo đồ thị riêng. Khí CH 4thoát ra từ các đường lò chuẩn bị (VE3) trong trường hợp khai thác khấu đuổi cần được tính dựa vào phương pháp tính toán dự báo độ thoát khí CH 4vào các đường hầm lò đào trong than.

Đối với hệ thống khai thác khấu giật, đại lượng VE3 rất nhỏ bởi vì: không có khí mê tan xuất ra từ than được khấu tại gương lò chuẩn bị, không có khí mêtan xuất ra bề mặt gương lò chuẩn bị; lượng khí mê tan xuất ra từ thành đường lò chuẩn bị sẽ rất nhỏ do đường lò đã được đào xong trong thời gian khá lâu.

Do đó, có thể bỏ qua đại lượng này đối với phương pháp khấu giật. Lượng khí CH 4xuất ra từ các vỉa lân cận chiếm một tỉ trọng khá lớn trong tổng lượng khí CH 4thoát ra vào đường lò khai thác (Lò chợ). Đại lượng này tỷ lệ thuận với bề mặt lộ trần (tức là tích số của chiều dài lò chợ và tiến độ lò chợ) với độ chứa khí của vỉa, chiều dày vỉa và tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ vỉa lân cận đó đến vỉa đang khai thác. Ngoài ra, còn phụ thuộc vào phương pháp điều khiển đá vách. Đại lượng này được tính theo công thức:

(Hình 3) (4)

Trong đó: h i - Tỷ lệ phần trăm độ biến dạng dịch động của vỉa ra vùng lân cận (hệ số tỷ lệ phần trăm tháo khí), %; Si - Lượng khí CH 4tính cho 1 m2 của vỉa lân cận, m3 CH 4/m2.

Giá trị Si tính bằng công thức bổ trợ:

Si = mi x W01 x g

Trong đó mi - Chiều dày của vỉa lân cận, m; W01 - Độ chứa khí CH 4của vỉa lân cận, m3 CH4/T.

Để xác định hệ số tháo khí của các vỉa lân cận h i cần sử dụng bảng tra riêng. Khái niệm “khoảng cách biểu kiến” ta hiểu là hiệu số của khoảng cách thực tế chia cho chiều cao khấu của lò chợ đang khai thác. Đối với hệ thống khai thác bằng phá hoả toàn phần ta lấy toàn bộ chiều cao khấu. Đối với hệ thống khai thác bằng chèn lò ta lấy giá trị dịch động vách thực tế. Thực tế khi khai thác bằng chèn lò thuỷ lực cát ta lấy giá trị 20% chiều cao khấu, chèn lò khô ta lấy giá trị 35 – 40% chiều cao khấu.

3. Tính toán dự báo độ thoát khí và so sánh với kết quả đo đạc thực tế

Qua ứng dụng các phương pháp nêu trên có thể tính toán dự báo độ thoát khí mê tan tương đối cho một số khu vực lò chợ thực tế đã khai thác trong những năm 2003 và 2005. Kết quả tính toán dựbáo và kết quả đo đạc thực tế được đưa trong bảng 1.

Qua so sánh cho thấy các kết quả về cơ bản tương đối khớp nhau. Nhìn chung các kết quả dự báo cao hơn kết quả đo đạc thực tế. Về nguyên tắc an toàn có thể chấp nhận được.

4. Kết luận

Khí mê tan là khí vô cùng nguy hiểm đối với ngành khai thác than hầm lò. Khí mê tan luôn luôn thoát ra đường lò với nhiều hình thức khác nhau và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố phức tạp, do đó cần thiết phải nghiên cứu độ thoát khí mê tan, dự báo độ thoát khí mê tan và có nhận thức đúng đắn hơn về sự nguy hiểm, cách phòng chống cháy, nổ khí mê tan trong công tác mỏ.

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều phương pháp nghiên cứu độ thoát khí và dự báo độ thoát khí mê tan vào trong đường lò của các nước như Liên Xô (cũ), Ba Lan, các nước Tây Âu, Nhật… Tuy nhiên để có thể áp dụng một cách hiệu quả các phương pháp này vào ngành mỏ Việt Nam chúng ta cần phải xem xét một cách tỉ mỉ. Qua nghiên cứu cho thấy việc áp dụng phương pháp dự báo độ thoát khí mê tan vào trong đường lò của Ba Lan là phù hợp hơn với mỏ hầm lò Việt Nam. Thời gian qua Trung tâm An toàn Mỏ - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ đã áp dụng phương pháp này cho hầu hết các mỏ hầm lò trong Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam, phục vụ công tác phân loại mỏ và là cơ sở để có giải pháp, biện pháp phòng chống cháy nổ khí mê tan, đảm bảo sản xuất “An toàn - Tăng trưởng - Hiệu quả”.

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.
Thủ tướng mong muốn đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng kiến tạo chuỗi giá trị mới
Phát biểu tại Diễn đàn Kinh tế mùa Thu 2026, Thủ tướng Lê Minh Hưng khẳng định Việt Nam mong muốn các đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng nghiên cứu, phát triển công nghệ, đổi mới sáng tạo và kiến tạo những chuỗi giá trị mới.
Tạo động lực tăng trưởng xanh từ khoa học, công nghệ
Chính phủ Việt Nam nhiều lần khẳng định quan điểm "không đánh đổi môi trường lấy tăng trưởng kinh tế". Trong bối cảnh đó, việc giải quyết hài hòa mối quan hệ giữa yêu cầu tăng trưởng nhanh và bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu thông qua các giải pháp khoa học, công nghệ đang trở thành yêu cầu cấp thiết hiện nay.
Hội nghị Đoàn Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ nhất (khóa IX)
Chiều 28/10, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức Hội nghị Đoàn Chủ tịch lần thứ nhất (khóa IX), nhiệm kỳ 2026 - 2031. Hội nghị tập trung thảo luận, đóng góp ý kiến vào các dự thảo văn bản nền tảng quan trọng, đánh giá kết quả hoạt động từ sau Đại hội IX, đồng thời đề ra nhiệm vụ trọng tâm đến cuối năm 2026.
Hội nghị BCH Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tháng 10/2026: Tập trung lãnh đạo, chỉ đạo triển khai các nhiệm vụ trọng tâm
Sáng 28/10, tại Hà Nội, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ nhằm đánh giá kết quả công tác tháng 10, xác định nhiệm vụ trọng tâm tháng 11/2026 và triển khai một số nội dung quan trọng liên quan đến công tác xây dựng Đảng.