Trong những năm gần đây, sản lượng khai thác than hầm lò ngày càng chiếm tỉ trọng lớn trong tổng sản lượng khai thác than của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (năm 2015 là 50%, năm 2016 là 60%). Theo kế hoạch trong những năm tới, để đáp ứng nhu cầu sản xuất, các mỏ than hầm lò không ngừng phải mở rộng diện khai thác, khai thác xuống sâu hơn. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn cho quá trình khai thác than, cần thiết phải tháo khí những vỉa than có độ chứa khí cao cũng như các vỉa than đã áp dụng các biện pháp, thiết bị thông gió phù hợp nhưng không đáp ứng được yêu cầu hòa loãng hàm lượng khí Mêtan xuống tới giới hạn an toàn (theo quy định của QCVN 01:2011/BCT). Trong đó, độ thẩm thấu khí mê tan của vỉa than là một trong những thông số để dự báo mức độ khí mê tan thoát ra bầu không khí mỏ trên cơ sở độ chứa khí của vỉa than. Ngoài ra, để lựa chọn chính xác phương pháp, khu vực, thời điểm tháo khí và áp dụng các biện pháp an toàn phòng chống cháy nổ phù hợp thì độ thẩm thấu khí mê tan cũng là một trong những tham số có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Hiện nay chủ trương của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam là đẩy mạnh nghiên cứu, áp dụng cơ giới hóa vào hoạt động khai thác than để nâng cao sản lượng và mức độ an toàn, cụ thể mỏ than Hà Lầm, Quang Hanh, Khe Chàm đã đưa một số lò chợ cơ giới hóa vào hoạt động với sản lượng khai thác lên đến 600 nghìn tấn/năm, thậm chí 1,2 triệu tấn/ năm (vỉa 7 mức - 300 Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin). Trong tương lai Tập đoàn sẽ tiếp tục đưa vào khai thác các lò chợ khác có sản lượng tương đương hoặc cao hơn. Với sản lượng này việc tính toán và quản lý thông gió sẽ gặp nhiều khó khăn, ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn phòng chống cháy nổ khí. Theo tính toán cần phải áp dụng phương pháp tháo khí vỉa than thì mới có thể đảm bảo an toàn và tổ chức khai thác than với sản lượng đó. Tuy nhiên để lựa chọn được phương pháp tháo khí phù hợp tại vỉa than này thì vướng mắc lớn nhất hiện nay đó là chưa xác định chính xác tham số độ thẩm thấu khí của vỉa than.

Nhằm đề xuất, lựa chọn được phương pháp xác định độ thẩm thấu khí của vỉa than phù hợp với điều kiện Việt Nam và áp dụng phương pháp để xác định giá trị độ thẩm thấu khí cho một điều kiện vỉa cụ thể tại một mỏ than vùng Quảng Ninh, nhóm nghiên cứu do TS. Bùi Việt Hưng, Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định độ thẩm thấu khí mêtan phù hợp với điều kiện mỏ than Việt Nam”.

Qua một thời gian triển khai ( từ tháng 11/2017 đến tháng 6/2018), nhóm nghiên cứu  thu được các kết quả như sau:

1. Trong nghiên cứu tổng quan các phương pháp xác định độ thẩm thấu khí trên thế giới, đề tài cho thấy các phương pháp có lý thuyết cơ bản giống nhau dựa trên định luật tính toán lưu lượng dòng chảy đi qua bộ lọc cát của Henry Darcy. Các phương pháp coi các khe nứt nẻ và điều kiện áp lực là những yếu tố chính ảnh hưởng đến độ thẩm thấu của than. Để phù hợp với các thiết bị thí nghiệm khác nhau, các phương pháp có các công thức tính toán khác nhau dựa trên đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

2. Đề tài đã nghiên cứu, lựa chọn được phương pháp tính toán, xác định độ thẩm thấu khí của vỉa than từ nhiều phương pháp khác nhau được phát triển bởi các nhà khoa học, các phòng thí nghiệm tại một số nước có ngành công nghiệp than phát triển trên thế giới. Trong giai đoạn bước đầu nghiên cứu tính toán độ thẩm thấu khí các vỉa than, dựa trên đặc tính các vỉa than tại Việt nam, phương pháp hiện trường được lựa chọn để nghiên cứu đã chỉ ra được nhiều ưu thế nổi trội.

3. Đề tài đã xây dựng được phương pháp xác định độ thẩm thấu khí tại hiện trường. Ngoài ra, đề tài đã thực hiện đo đạc, tính toán đưa ra kết quả ban đầu xác định độ thẩm thấu khí của vỉa 7 (Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin) đạt 3,28 mD và vỉa 13.1 (Công ty than Khe Chàm - TKV đạt 4,68 mD.

Các kết quả của đề tài là đáng tin cậy, có khả năng áp dụng tốt, mở ra hướng áp dụng rộng rãi phương pháp này tại các mỏ than hầm lò. Tuy nhiên, việc nghiên cứu đầu tư một phòng thí nghiệm có quy mô và đầy đủ các trang thiết bị để nghiên cứu chuyên sâu là điều cần thiết để thực hiện trong tương lai. Nhóm đề tài kiến nghị cơ quan chức năng cấp trên cho phép áp dụng phương pháp xác định độ thẩm thấu khí do đề tài đề xuất để làm tiền đề cho việc xác định độ thẩm thấu khí đối với các vỉa than còn lại tại Việt Nam.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15458/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)