21/01/2014

I. GIỚI THIỆU CHUNG
Trong khai thác than hầm lò, một trong những nhiệm vụ quan trọng là cần xác định sớm các yếu tố gây ảnh hưởng đến an toàn trong lao động. Những yếu tố này có liên quan đến vỉa than khai thác cũng như khối đá xung quanh. Chúng được xem như các sự cố tự nhiên, cần thiết phải được quan trắc và đánh giá toàn diện.
 Trong các điều khoản của Bộ luật khai thác và địa chất hiện hành của Ba Lan (Bộ luật ngày 9/6/2011) có quy định biện pháp cần thiết khi đánh giá các sự cố nói trên. Biện pháp này bao gồm các bước khảo sát, phân tích và đánh giá. Dựa trên các kết quả, người ta tiến hành phân loại và xếp nhóm các sự cố. Theo đó, đã phân biệt được chín loại sự cố tự nhiên, bao gồm: sụt lở đất đá, khí mêtan, phụt khí, nổ bụi than, khí hậu, nước, bức xạ, than tự cháy và bụi trong không khí thở.
Theo tần suất, các sự cố có thể được phân loại như sau: 
– Thường xảy ra – với tần suất 100%, như các sự cố tự cháy hay bụi không khí;
– Tần suất xảy ra cao – từ 60% đến dưới 100%, như sự cố về khí mêtan (83,5%), nổ bụi than (92,0%), sự cố về nước (99,1%);
– Tần suất xảy ra trung bình – từ 30% đến dưới 60%, như các sự cố về khí hậu (51,4%) hay sập lở đất đá (52,3%); 
– Tần suất xảy ra thất thường – dưới 30%, là các sự cố như phụt khí hay phóng xạ.
II. PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC VÀ KIỂM SOÁT SỰ CỐ
Mục tiêu chính của việc nhận biết mức độ các sự cố xảy ra là phân biệt giai đoạn tĩnh, thể hiện các điều kiện bình thường (trung bình và an toàn) với một giai đoạn động, thể hiện các điều kiện kém an toàn. Đặc tính đa dạng của các sự cố tự nhiên quyết định việc sử dụng các biện pháp đo lường, kiểm soát khác nhau như:
– Kiểm soát tuần hoàn: được áp dụng cho vụ nổ bụi than, nguy cơ về bụi thở, nước, bức xạ (từ các chất phóng xạ tự nhiên), các sự cố về khí hậu;
– Kiểm soát liên tục: được áp dụng cho các sự cố như sập lở đất đá, phụt khí, cháy nổ khí mêtan hay than tự cháy;
Tại Ba Lan, các hệ thống quan trắc dựa trên đo tỷ trọng khí và đo địa chấn được sử dụng để kiểm soát sự cố liên tục.  Một hệ thống quan trắc hoàn chỉnh gồm:
+Trong phạm vi đo tỷ trọng khí mỏ:    
Phép đo khí cho phép: 
– Đo các thông số không khí mỏ liên quan đến hàm lượng CH4, CO, O2 và CO2, nhằm phát hiện và báo hiệu khói trong không khí, quan trắc và đo hàm lượng khí mêtan và những khí khác, nhiệt độ và độ ẩm của hỗn hợp khí thu được cũng như xác định lưu lượng tháo khí mêtan; 
– Kiểm soát nồng độ oxy và khí trơ, lưu lượng khí trơ;
– Thực hiện việc quan trắc khí mêtan tự động: tự động ngắt dòng các thiết bị điện trong khu vực nguy hiểm khi nồng độ khí mêtan vượt ngưỡng cho phép;
– Phép đo gió: đo vận tốc dòng không khí, xác định lưu lượng không khí;
– Phép đo độ ẩm – nhiệt: đo nhiệt độ khối đá, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, và xác định nhiệt độ khí hậu tương đương; 
– Phép đo khí áp – đo áp suất không khí (trên mặt đất và trong hầm lò) và sự khác biệt về áp suất; 
– Kiểm tra bụi: đo hàm lượng bụi trong không khí và xác định mật độ lắng đọng bụi.
+ Trong phạm vi đo địa chấn:
– Ghi chép mức độ gia tăng trong ứng suất khối đá;
– Ghi chép vị trí nguồn giải phóng năng lượng; 
– Xác định phạm vi và đặc tính của các ảnh hưởng. 
Đến nay, vẫn chưa có khả năng tự động đo các thông số của các sự cố còn lại. Tuy nhiên, để tận dụng mức độ các sự cố riêng biệt đã được nhận diện, tất cả các số liệu đã được thu thập cần được phân tích và sử dụng để cảnh báo nguy hiểm xuất hiện. Vì vậy, sự thu nhận và xử lý số liệu cần được thiết kế nhằm trợ giúp cho các hệ thống quản lý mỏ. Hiện nay, tại Ba Lan, người ta đã sử dụng các hệ thống quan trắc tổng hợp như hệ thống quan trắc khí mêtan và đo khí (SMP-NT, SEMP), hệ thống đo địa chấn và địa chấn âm thanh (ARAMIS và ARES) hay hệ thống cảnh báo và truyền thanh (STAR). 
Trong trường hợp xảy ra các sự cố về địa chấn và khi giá trị hàm lượng khí mêtan vượt quá ngưỡng cho phép, hệ thống sẽ phát tín hiệu báo động sơ tán công nhân và ngắt dòng các thiết bị điện.
Để sử dụng tối ưu các kết quả đo từ những hệ thống quan trắc, cần thiết phải xác định đối với mỗi sự cố:
– Mức độ tĩnh;
– Mức độ cho phép đối với những thay đổi;
– Các thông số của mức độ khẩn cấp;
– Các thông số của mức độ tới hạn.
Và đề xuất các biện pháp phù hợp đối với các trạng thái động như trạng thái khẩn cấp và trạng thái tới hạn. 
 Các chương trình giám sát mỏ, đặc biệt là quan trắc khí mêtan và địa vật lý nhận được thông tin đặc trưng và từ đó, đưa ra sự chẩn đoán đối với giai đoạn của quá trình giám sát. Theo các mức độ đã được xác định, mà nhận được một quyết định phù hợp và được thực hiện nhờ các dụng cụ chấp hành thích ứng. 
Xem xét những vấn đề nêu trên, dễ dàng nhận thấy rằng, việc nhận biết chính xác mức độ sự cố đang xảy ra có vai trò rất quan trọng. Nó tương tự như việc đưa ra các quyết định và hành động, do các hoạt động tương ứng được tiến hành phù hợp hoặc không phù hợp. Xem xét những sai lầm của con người, toàn bộ quá trình cần được bổ sung bằng sự đánh giá độ tin cậy của toàn bộ hệ thống và con người.
III. KẾT LUẬN
Trong hoạt động khai thác than tại Ba Lan, hàng loạt các sự cố thường xảy ra. Tùy theo mức độ xuất hiện mà người ta đã xem xét và phân loại chín loại sự cố tự nhiên là sụt lở đất đá, khí mêtan, phụt khí, nổ bụi than, khí hậu, nước, bức xạ, than tự cháy và bụi trong không khí thở.
Các sự cố xảy ra trong hoạt động khai thác than đa dạng về số lượng và mức độ. Dựa trên các kết quả đo, có thể phân loại các sự cố này theo mức độ tần xuất xảy ra như: thường xảy ra; tần suất xảy ra cao; tần suất xảy ra trung bình; tần xuất xảy ra thất thường.
Tác động đa dạng những ảnh hưởng của các sự cố đến an toàn lao động là lý do để thực hiện hàng loạt các phương pháp khác nhau trong quan trắc và đánh giá tần suất và mức độ của sự cố. Những sự cố nghiêm trọng như sập lở đất đá hay cháy nổ khí mêtan cần được quan trắc liên tục, trong khi các sự cố còn lại có thể quan trắc định kỳ.
Sự an toàn mỏ cần được kiểm soát thông qua những hệ thống quan trắc khác nhau, như các hệ thống quan trắc tích hợp về các thông số địa chấn, không khí, độ ẩm, nhiệt độ, công nghệ …
Công tác kiểm soát quản lý sản xuất đòi hỏi các biện pháp đặc biệt trên cần được hoàn thiện, nhất là khi mức độ các sự cố gia tăng tới những giá trị không cho phép./. 

KS. Stanisław Trenczek
PGS. TS. Piotr Wojtas
Trường Đại học Công nghệ EMAG (Ba Lan)
Báo cáo khoa học tại Hội nghị Khoa học Kỹ thuật Mỏ quốc tế lần thứ 23,  Montreal, Canada – 2013

                          Biên dịch : Nguyễn Quốc Trung