Luận văn nghiên cứu, thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn

  • 138 trang
  • file .pdf
BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁNG CÀO
ĐI KÈM MÁY KHẤU THAN CÓ CÔNG SUẤT
ĐẾN 250 TẤN/GIỜ
Ths. TRẦN ĐỨC THỌ
6786
12/4/2008
HÀ NỘI - 2007
BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV
***
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁNG CÀO
ĐI KÈM MÁY KHẤU THAN CÓ CÔNG SUẤT
ĐẾN 250 TẤN/GIỜ.
PHẦN I: THUYẾT MINH ĐỀ TÀI
Cơ quan chủ quản: TẬP ĐOÀN THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
Cơ quan chủ trì: VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI DUYỆT VIỆN
HÀ NỘI - 2007
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 2
NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN
T Chức danh, nghề
Họ và tên Cơ quan
T nghiệp
1 Trần Đức Thọ Ths. Chế tạo máy mỏ Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -
TKV
2 Hoàng Văn Vĩ KS. Chế tạo máy mỏ Nt
3 Hồ Công Trân KS. Chế tạo máy Nt
4 Hà Thúy Vân KS. Kinh tế Nt
5 Đàm Hải Nam KS. Chế tạo máy Nt
6 Nguyên Quốc Tính KS. Máy thủy lợi Nt
7 Trần Quang Duy Ks. Cơ điện Công ty Than Khe Chàm – TKV
8 Nguyễn Văn Thụy Ks. Cơ điện Công ty Than Khe Chàm – TKV
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 3
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...............................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................................................5
TÓM TẮT ĐỀ TÀI .....................................................................................................................6
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................................8
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM.......................................................... 9
I. TỔNG QUAN CHUNG ................................................................................................................. 9
II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM.................................................................................. 15
CHƯƠNG II. ĐẶC TÍNH VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA MÁNG CÀO........ 25
I. CÔNG DỤNG VÀ ĐẶC TÍNH ................................................................................................... 25
II. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁNG CÀO..................................................... 28
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM, THIẾT KẾ MÁNG CÀO ................................. 35
I. TÍNH TOÁN. ............................................................................................................................... 35
II. KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁNG CÀO........................................... 47
III. CƠ CẤU DẪN ĐỘNG MÁNG CÀO........................................................................................ 49
IV. TÍNH TOÁN LỰC ĐẨY MÁNG CÀO.................................................................................... 52
V. TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG. ................................................................... 56
VI. KHẢO SÁT CÔNG SUẤT MÁNG CÀO TẠI MỘT SỐ GÓC DỐC ĐẶC BIỆT .................. 58
VII. LẬP BẢN VẼ THIẾT KẾ........................................................................................................ 60
CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN .............. 72
I. LẮP ĐẶT VÀ HIỆU CHỈNH ...................................................................................................... 72
II. VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN................................................................................................... 73
III. CÁC SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC.................................................................................... 75
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 78
I. KẾT LUẬN: ................................................................................................................................. 78
II. KIẾN NGHỊ ................................................................................................................................ 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................80
CÁC PHỤ LỤC........................................................................ Error! Bookmark not defined.
CÁC BẢNG BIỂU LIÊN QUAN
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá ......................................................13
Bảng 2: Số lượng máng cào qua ba năm 2004 và 2005 và 2006 ............................16
Bảng 3: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại một số mỏ Than
Hầm lò......................................................................................................................16
Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150-375-w ..............................19
Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -630/2x110 ....................................20
Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZZ-320/16/25 ......................................20
Bảng 7: Đặc tính kỹ thuật một số máng cào cỡ lớn của Trung quốc .....................33
Bảng 8: Một số loại máng cào khác .......................................................................34
Bảng 9: Giá trị hệ số cβ .........................................................................................38
Bảng 10: Thông số biên dạng tang xích .................................................................48
Bảng 11: Thông số chính đầu dẫn động .................................................................49
Bảng 12: Các thông số truyền động của hộp giảm tốc...........................................50
Bảng 13: Bảng thông số chính của máng cào ........................................................60
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA I...............................................10
Hình 2: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA-II .............................................10
Hình 3: Mô hình máy khấu, máng cào và giàn chống trong lò chợ ........................26
Hình 4: Hệ thống giàn chống, máy bào và máng cào trong khai thác vỉa mỏng ....26
Hình 5: Máng cào, máy khấu và giá thủy lực của hãng JOY ..................................28
Hình 6: Kết cấu của một số loại máng cào..............................................................30
Hình 7: Kết cấu của một số loại máng cào theo sơ đồ dẫn động ............................31
Hình 8: Tiết diện tính toán cho máng cào ...............................................................37
Hình 9: Mô hình uốn cong của máng cào ...............................................................40
Hình 10: Sơ đồ tính lực căng trong xích..................................................................41
Hình 11: Biểu đồ lực kéo của xích của các trạm.....................................................46
Hình 12: Xích và thanh gạt......................................................................................47
Hình 13: Kết cấu tang xích ......................................................................................49
Hình 14: Sơ đồ kết cấu trạm dẫn động ....................................................................50
Hình 15: Sơ đồ máng cào và hệ dẫn động...............................................................51
Hình 16: Khảo sát quá trình dịch chuyển của máng cào ........................................53
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 5
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp
Than – Khoáng sản, ngành cơ khí Than đã từng bước phục vụ đắc lực trong
công tác chế tạo các phụ tùng, thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò. Đề tài –
Nghiên cứu thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250
Tấn/h là một trong những mục tiêu nhằm nâng cao năng lực thiết kế, để chế
tạo các sản phẩm mới phục vụ cho công tác phát triển cơ giới hóa khai thác
than trong những năm tới.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài là: Máng cào đi kèm máy
khấu than. Mục đích nghiên cứu của đề tài: tìm hiểu về máng cào trong lò chợ
và hệ thống liên hợp, tính toán thiết kế máng cào, nhằm tự chủ tính toán, từ đó
nêu ra các vấn đề nghiên cứu sâu hơn, từng bước hoàn thiện thiết kế hệ thống
liên hợp trong khai thác than. Trong nội dung nghiên cứu, đề tài đã khảo sát
các chủng loại máng cào hiện được đang sử dụng trong mỏ than hầm lò, phân
tích đánh giá ưu nhược điểm. Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ cơ giới
hóa trong tương lai, có tham khảo một số tài liệu dự báo khả năng cơ giới hóa
khai thác than hầm lò tại Quảng Ninh để xây dựng đối tượng nghiên cứu.
Đề tài đã lựa chọn một trong những thiết bị nằm trong hệ thống thiết bị
cơ giới hóa đồng bộ khai thác than (Máng cào, máy khấu, giàn tự hành…). Đề
tài đã tổng hợp và phân tích đánh giá các nguồn dữ liệu khảo sát, vận dụng
các lý thuyết tính toán máng cào, kết hợp khảo sát các mẫu có sẵn, đồng thời
ứng dụng tin học để tính toán, kiểm tra xử lý dữ liệu lập bản vẽ. Đề tài đã tiến
hành tính toán, xây dựng bộ tài liệu thiết kế máng cào. Từ tính toán lựa chọn,
lập được bộ bản vẽ chế tạo cho máng cào đi kèm máy khấu than
(MC630/110-00.00.000L) có chiều dài đến 150m, với năng suất tối đa đến
450 tấn/ giờ, hai xích giữa với vận tốc xích 1.07m/s.
Đề tài đã hoàn thành tài liệu thiết kế, xây dựng cơ sở tính toán chung
cho máng cào, xây dựng phương pháp tính toán lực đẩy khi di chuyển máng
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 6
cào và một số tính toán khác nhằm hoàn thiện thiết kế. Trên cơ sở thực hiện,
đề tài đã kiến nghị các hướng phát triển tiếp tục nghiên cứu, với mục đích
hoàn thiện sản phẩm và toàn bộ hệ thống.
Từ khóa: Máng cào, máy khấu, MC630/110.
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 7
MỞ ĐẦU
Trước đây, công nghệ khai thác than còn chưa phát triển, công tác khai
thác than tại gương lò chủ yếu là khoan nổ mìn. Công tác vận chuyển than
phải dùng máng cào có công suất nhỏ,... Phụ thuộc vào năng suất của lò khai
thác, điều kiện địa chất mà sử dụng đến các máng cào có tính năng kỹ thuật
phù hợp với yêu cầu. Gần đây, với tốc độ phát triển cơ giới hóa của ngành
Than, nhiều mỏ đã đưa vào vận hành hệ thống cơ giới hóa khai thác than
đồng bộ Com bai khấu than, máng cào, giàn chống tự hành… việc áp dụng đã
nâng cao năng suất lao động, an toàn cho công nhân trong các gương lò khai
thác. Các loại thiết bị này chủ yếu nhập từ Tiệp khắc, Trung Quốc. Do sản
lượng than khai thác hầm lò đang tăng nhanh, hệ thống cơ giới hóa cũng tăng
theo, nên nhu cầu các phụ tùng, thiết bị cũng tăng lên.
Để chủ động sản xuất, tận dụng các nguồn lực cơ khí chế tạo trong
nước, đẩy mạnh công tác cơ khí hóa sản xuất, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên
cứu này. Việc thiết kế, chế tạo các thiết bị sử dụng cho các mỏ Than Hầm lò,
là phù hợp với xu thế Công nghiệp hoá và hiện đại hoá Cơ khí ngành Than
mà lãnh đạo Tập đoàn TKV đã đề ra. Nhằm mục tiêu, phát triển cơ khí trong
nước, làm chủ thiết kế chế tạo các sản phẩm trọn bộ phục vụ ngành than.
Theo quyết định số 3474 /QĐ-BCN ký ngày 05 tháng 12 năm 2006 của Bộ
trưởng Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương), về việc giao kế hoạch
KHCN-2007 cho Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ, tên đề tài: “Nghiên cứu
thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn/h”; Trên cơ
sở đó chúng tôi đã thực hiện đề tài.
Trong báo cáo này trình bày toàn bộ nội dung nghiên cứu đã thực hiện:
các bản vẽ thiết kế của máng cào, báo cáo này gồm 02 tập: Tập I: Báo cáo
thuyết minh đề tài; Tập II: Các bản vẽ thiết kế;
Trong quá trình thực hiện, chúng tôi xin chân thành cảm ơn Vụ Khoa
học Công nghệ - Bộ Công Thương, Ban Chiến lược, Ban cơ khí, Ban cơ điện,
các Công ty than Khe Chàm – TKV, Công ty Than vàng Danh - TKV, cùng
tất cả các chuyên gia và các đồng nghiệp trong và ngoài Viện đã nhiệt tình
giúp đỡ để tài hoàn thành.
Nhóm thực hiện đề tài
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 8
Chương I. TỔNG QUAN VÀ
PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM
I. TỔNG QUAN CHUNG
Hiện nay, ở nước ta có hai công nghệ khai thác là công nghệ khai thác
hầm lò và lộ thiên. Sản lượng khai thác than ở nước ta tăng nhanh khoảng 5
năm gần đây đặc biệt là sản lượng than khai thác hầm lò.
Trong Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam có 20 mỏ khai thác hầm
lò, trong đó có 7 hầm lò có năng suất từ 1 triệu tấn than trở lên gồm các mỏ
Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương
Huy. Hầu hết các mỏ còn lại đã được cải tạo năng suất để đạt mức 300.000
tấn - 800.000 tấn/năm. Tỷ trọng than hầm lò trong kế hoạch 2006-2010 sẽ
tăng dần từ 45% năm 2006 lên 55% năm 2010 trong tổng sản lượng của tập
đoàn.
Để thực hiện được sản lượng khai thác than theo quy hoạch đã lập, đòi
hỏi các mỏ phải mở rộng diện khai thác và tối ưu hóa các công đọan thực hiện
đặc biệt là trong lò chợ, trong đó khâu khấu than là một khâu có tầm quan
trọng quyết định đến năng suất của lò khai thác. Xuất phát từ thực tế, khi các
mỏ than lộ thiên chuyển sang khai thác hầm lò, việc áp dụng cơ giới hóa khai
thác than, nhu cầu các chủng loại máng cào có năng suất lớn ngày sẽ tăng cao.
Theo dự thảo Quy hoạch phát triển ngành than 2006-2015 có tầm nhìn đến
năm 2025, sản lượng khai thác than bằng phương pháp khai thác Hầm lò trong
những năm tới sản lượng thể hiện qua hình 1 (phương án I - PA cơ sở):
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 9
Sản lượng than khai thác theo phương án I - PA thấp
37,975
37,765
37,555
37,345
37,135
36,925
36,715
35,550
40,000
33,850
31,950
35,000
28,900
27,105
24,850
30,000
22,100
19,850
25,000 18,400
1000 tấn
20,000
15,000
10,000
5,000
-
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Năm
Hình 1: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA I
Như vậy, sau 10 năm sản lượng tăng gấp 2 lần so với hiện nay, tốc độ
tăng trưởng sản lượng hằng năm xấp xỉ từ 5% đến 12%/năm. Đến năm 2025
sản lượng khai thác sẽ tăng xấp xỉ 2,5 lần so với năm 2007.
60,000 Sản lượng than khai thác theo phương án II - PA Cao
50
50
52,3
50,9
50
48,6
50
46,1
80
50,000
25
15
43,6
50
42,3
42,1
50
40,6
38,8
50
36,4
00
40,000
33,4
05
30,8
50
1000 tấn
28,1
00
30,000
24,1
50
21,5
20,000
10,000
-
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Năm
Hình 2: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA-II
Trong phương án II (phương án cao) năm 2010 sản lượng khai thác là
28400 nghìn tấn; năm 2015là 40.650 nghìn tấn năm 2020 là 48.650 nghìn
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 10
tấn(1). Như vậy, so với phương án I, phương án II có sản lượng cao hơn bình
quân từ 8%-37%, bình quân của 15 năm đầu là 18% .
Để đáp ứng được yêu cầu về sản lượng khai thác đỏi hỏi các mỏ than,
phải huy động một khối lượng thiết bị tương đối lớn và phải áp dụng các công
nghệ khai thác tiên tiến, đặc biệt là các dây chuyền cơ giới hoá đồng bộ để
phát huy khả năng công suất lò chợ. Do vậy, việc cơ giới hóa bằng máy khấu
than nhu cầu sẽ tăng lên hằng năm. Đẩy mạnh cơ giới hoá trong việc khấu
than trong lò chợ là phù hợp xu thế nâng cao công suất các mỏ của ngành
Than, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước
I.1.Tình hình khai thác, vận chuyển than tại gương lò.
Áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào khai thác như cột chống thuỷ
lực đơn các loại, giá đỡ thuỷ lực di động, giàn chống thuỷ lực và đặc biệt là
các thiết bị tiên tiến như máy combai đào lò và máy khấu than liên hợp là một
tiến bộ vượt bậc trong công nghệ khai thác than ở nước ta. Tuy nhiên, việc áp
dụng các thiết bị hiện đại như máy khấu than vẫn còn nhiều hạn chế, phụ
thuộc vào địa chất, chiều cao vỉa than của từng mỏ, khả năng và điều kiện áp
dụng...
Trước đây, với tình trạng kỹ thuật và trình độ công nghệ cũ, sản lượng
khai thác than hầm lò còn thấp. Năng suất lao động 1,5-3 tấn/ca, tốc độ tiến
gương còn chậm từ 18 - 25m/tháng, tổn thất than ở các mỏ hầm lò còn lớn.
Do vậy, các đơn vị trong TKV đang nhanh chóng đổi mới công nghệ, nâng
cao năng suất khai thác than tại lò chợ. Tuy nhiên, việc áp dụng các công
nghệ mới, với các thiết bị tiên tiến còn nhiều hạn chế đối với một số mỏ hiện
nay, do điều kiện thực tế của từng mỏ, như lò chợ còn ngắn, vỉa mỏng, trữ
lượng ít,... cho nên việc áp dụng cơ giới hóa đang ở giai đoạn bắt đầu (xem
mục 1.3 chương I).
Hiện nay, một vài Công ty Than Việt Nam đang triển khai một số công
nghệ mới có ứng dụng cơ giới hoá khai thác than trong lò chợ, áp dụng thử
1
- Số liệu cụ thể theo Qui hoạch phát triển ngành than VN GĐ 2006-2015…
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 11
nghiệm máy com bai, máng cào, với giá đỡ thuỷ lực di động, kết hợp với các
thiết bị phụ trợ để phát huy tối đa công suất của máy khấu than như công ty
Than Khe chàm, Công ty Than Vàng Danh, Công ty than Nam Mẫu,.. đã và
đang đưa vào khai thác.
I.2. Một số vấn đề về trang thiết bị hầm lò
Trong các mỏ than hầm lò lớn ở Việt Nam trước đây đều được Liên Xô
cũ thiết kế hoặc thiết kế mở rộng và trang bị các thiết bị đồng bộ do Liên Xô,
Ba Lan và các nước XHCN khác sản xuất, gần đây một số thiết bị cũng được
nhập từ Trung Quốc với kết cấu và các đặc tính kỹ thuật tương đương của
Liên Xô cũ.
Trang thiết bị trong ngành công nghiệp Mỏ nhất là các trang bị cho mỏ
than hầm lò phải làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt mà điển hình là:
Nhiệt độ môi trường dao động khá lớn, trung bình từ 5- 300C; có độ ẩm không
khí cao; có môi trường nước nhỏ giọt ngày đêm; có các chất khí, hơi và bụi
nguy hiểm cháy nổ; có các hóa chất (axit, kiềm) gây ăn mòn cao; có không
gian làm việc chật hẹp, tải trọng thay đổi, chịu nhiều va đập và điều kiện bôi
trơn thoát nhiệt khó khăn.
Ngoài việc phải thực hiện các giải pháp nâng cao tuổi thọ các thiết bị
làm việc trong môi trường kể trên, các phụ tùng thay thế phải được chế tạo
theo các quy trình hết sức nghiêm ngặt để đảm bảo được chất lượng: tức là để
đảm bảo hệ số thời gian sửa chữa và thay thế nhỏ nhất.
Trong các thiết bị ở mỏ than hiện nay các thiết bị trong lò chợ là các
thiết bị chính để khai thác và đưa than từ gương lò ra các vị trí dỡ than. Chúng
được sử dụng với hệ số thời gian là lớn nhất: hầu hết các thiết bị phải làm việc
cả 03 ca, tải trọng thay đổi, điều kiện bôi trơn, làm mát không đảm bảo. Vì
vậy, sự cần thiết thay thế phụ tùng và bộ phận nhiều nhất so với các phụ tùng
của thiết bị khác.
Cùng với sự phát triển của ngành Than thì nhu cầu phụ tùng thay thế
sửa chữa các thiết bị nói trên ngày càng tăng. Vấn đề đặt ra là chất lượng sản
phẩm sau chế tạo để đảm bảo được yêu cầu chất lượng của thiết bị làm việc
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 12
phù hợp với yêu cầu sản xuất tức là: đạt được chất lượng tương đương với sản
phẩm của nước ngoài đã cung cấp. Vì vậy, yêu cầu về vật liệu chế tạo cũng
như qui trình công nghệ gia công đòi hỏi khá cao.
I.3. Khả năng và tình hình áp dụng cơ giới hóa đồng bộ
I.3.1. Đánh giá khả năng áp dụng cơ giới hóa trong khai thác than
Theo kết quả nghiên cứu của dự án(2), khảo sát của Viện Khoa học
Công nghệ mỏ thì trữ lượng có thể áp dụng cơ giới hóa được trong vùng
Quảng Ninh là tương đối lớn, có khả năng triển khai được trong hiện tại và
tương lai. Khi đánh giá tại một số khu vực có giới hạn (chưa đánh giá mức
khai thác sâu và vùng Đồng bằng Bắc bộ) khả năng cơ giới hóa trong một số
vị trí hiện tại thể hiện qua bảng 1:
Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá
Đơn vị: 1000 tấn
Mức khai Trữ lượng Trữ lượng có khả
TT Tên khu vực
thác địa chất năng KT cơ giới hóa
1 Mạo Khê -150 ÷ -25 45.049 22.655
2 Vàng Danh -150 ÷ +400 289.881 166.884
3 Than Thùng – +125 ÷ +350 68.831 37.614
Yên tử
4 Hòn Gai -150 ÷ +200 50.960 26.916
5 Dương Huy +38 ÷ +200 14.391 8.140
6 Khe Chàm -50 ÷ +32 3.961 2.039
7 Mông Dương -100 ÷ +60 17.117 16.640
Tổng cộng 490.190 280.887
2
- Báo cáo khoa học dự án SXTN“Áp dụng thử nghiệm cơ giới hóa bằng máy liên hợp và giá thủy
lực di động trong các mỏ than Hầm lò QN - 2006”
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 13
Các vùng nói trên đã được đánh giá trên cơ sở các tiêu chí:
- Trữ lượng công nghiệp khu vực lò chợ được khai thác liên tục bằng 1
lò chợ cơ giới hóa không nhỏ hơn 100.000 T.
- Có vỉa dốc < 20o.
- Chiều dài phương theo lò chợ tối thiểu >100m.
- Đá vách trực tiếp độ ổn định trung bình, dễ sập đổ.
- Đá kẹp và than có chỉ tiêu kháng cắt dưới 300 kN/cm2.
- Biên độ đứt gẫy trong gương lò nếu có không vướt quá 0.5m.
- Trụ vỉa bền vững, đá vách thuộc loại nhẹ đến trung bình.
Như vậy, với kết quả khảo sát cho ta thấy, khả năng áp dụng cơ giới
hóa đồng bộ trong khai thác than là rất cao.
I.3.2. Tình hình cơ giới hóa đồng bộ hiện nay
Hiện nay, một số công ty đã đưa vào áp dụng các công nghệ cơ giới
hóa vào khai thác than như công ty Khe Chàm, Nam Mẫu, Vàng Danh. Số
lượng các lò chợ khai thác chưa nhiều. Nguyên nhân chủ yếu là do các vỉa
than có điều kiện địa chất chưa phù hợp, mỏng và nhiều đứt gãy.
Điển hình cho việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ là công ty
than Khe Chàm năm 2003 đã đưa vào máy khấu than MG-200 W1 đi kèm giá
chống thủy lực XDYJF vào khai thác lò chợ. Sau đó, công ty đã đầu tư thêm
giàn tự hành đi kèm combai khấu than (Thiết bị công nghệ của Trung Quốc)
từ năm 2005, hiện nay hệ thống phát huy tốt hiệu quả đầu tư. Ngoài ra, năm
2007 công ty than Vàng Danh cũng sẽ đưa vào hệ thống khai thác tương tự
trên cơ sở thiết bị giàn chống của Cộng hòa Séc có nội địa hóa phần kết cấu
(dự án VINALTA). Dự án này đang tiếp tục triển khai.
Như vậy, trong tương lai theo qui hoạch phát triển ngành than, việc cơ
giới hóa đồng bộ trong các mỏ than hầm lò sẽ trở thành phổ biến.
I.4. Tình hình nghiên cứu máng cào trong và ngoài nước
Với công nghệ tiên tiến, sản xuất chuyên môn hoá cao, máng cào mềm
với nhiều chủng loại kết cấu của nước ngoài đã xuất khẩu sang Việt Nam từ
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 14
nhiều năm nay. Các sản phẩm này luôn được nhà chế tạo thay đổi về cả hình
thức lẫn kết cấu. Các công ty Than thuộc Tập đoàn CN Than - Khoáng sản
Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại máng cào để vận chuyển khai thác
than trong các lò chợ. Có rất nhiều chủng loại máng cào năng suất khác nhau
từ 30 tấn/h, 40 tấn/h, 80 tấn/h và 250 tấn/h. Chủ yếu các loại như: SGD-
280/11(7.5); SGD-320; SGD-320/18.5; C14M, SKAT80, SGB420/22, SGB
420/30, SGB630 và SGZ110/2. Các loại máng cào này chủ yếu được nhập
khẩu từ Trung quốc, Ba lan và một số do Việt Nam chế tạo. Các nhà sản xuất
nước ngoài đã luôn thay đổi về hình thức lẫn kết cấu, nhằm mục tiêu tối ưu
hóa để tiện sử dụng trong các mỏ than hầm lò.
Hiện nay, đã có một số đơn vị chế tạo được máng cào như loại máng
cào C14M, C11M - Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV. Chế tạo máng cào
SKAT80, một số phụ tùng như xích và thanh gạt tại Công ty Cổ phần Cơ khí
Mạo khê, khung cầu máng, bánh răng thay thế ở Công ty Cổ phần Cơ khí
Uông bí… Máng cào Trung quốc mới được nhập vào Việt nam trong mấy
năm gần đây, với nhiều mẫu mã và chủng loại như SGB 420; SGB 620;
SGB630… được áp dụng một cách đa dạng tại các công ty than của nước ta.
Trong nước, do nhiều nguyên nhân nên vấn đề chế tạo mới và cải tiến thiết bị
còn chưa được phát huy. Từ trước tới nay chủ yếu phát triển theo các dạng
mẫu mã của nước ngoài và có cải tiến cho phù hợp. Trong nước chưa có đơn
vị nào thiết kế và chế tạo máng cào cỡ lớn (máng cào đi kèm máy khấu than).
II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM
II.1. Đặc điểm tình hình sử dụng máng cào và nhu cầu thị trường
Qua khảo sát, số lượng nhu cầu máng cào hàng năm của Than Việt nam
là rất lớn. Về số lượng hằng năm cần trên 300 chiếc các loại. Bảng sau cho ta
thấy nhu cầu máng cào qua ba năm 2004, 2005 và 2006 (3) như sau:
(3)
. Nguồn Kế hoạch cơ điện vận tải năm 2004 và 2005
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 15
Bảng 2: Số lượng máng cào qua ba năm 2004 và 2005 và 2006
TT Số lượng 2004 2005 2006
1 Tổng số hiện có đến 31/12 năm
619 803 1087
trước
2 Kế hoạch huy động 711 1001 1330
3 Nhu cầu cần bổ sung 182 286 325
Số lượng máng cào sử dụng tại các mỏ là rất lớn, tuy nhiên mỗi đơn vị
lại chọn riêng một số chủng loại khác nhau.
Qua điều tra khảo sát tại một số Công ty Than hầm lò lớn tại Quảng
Ninh (Mông dương, Hà lầm, Khe chàm, Thống nhất, Mạo khê, Vàng Danh và
Quang Hanh) cho thấy tình hình sử dụng máng cào như sau:
Bảng 3: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại
một số mỏ Than Hầm lò4
C.suất Chiều Số
TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX (kW) dài lượng
( m) (ch)
I Công ty than Khe Chàm
1 Máng cào SGZ630/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01
2 " SGB 620/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01
3 " SZB730/75 Trung Quốc 75 25 01
4 " SGB 620/ 40 Trung Quốc 40 100 25
5 " SGB 420/ 30 Trung Quốc 30 80 10
6 " CP- 70 Liên Xô 55x2 150 01
7 " C-14 Việt Nam 15 80 13
II Công ty than Hà lầm
1 Máng cào SKAT-60 Viện Máy mỏ 15 292,5 62
2 " SKAT-60 Viện Máy mỏ 18 366,4 3
(4) Khảo sát 5/2007
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 16
C.suất Chiều Số
TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX (kW) dài lượng
( m) (ch)
3 " SKAT-60 Viện Máy mỏ 18,5 762,7 13
4 " SKAT-60 Viện Máy mỏ 22 290 5
5 " SGB 420/22 Trung Quốc 22 50 1
6 " SGB 420/30 Trung Quốc 30 148 2
7 " SGB 420/30 Trung Quốc 30 135 2
8 " SGB 620/40 Trung Quốc 40 70 1
III Công ty than Dương Huy
1 Máng cào SKAT-80 N.m CĐ U. Bí 15 80 30
2 " SGB 420/30 Trung Quốc 30 80 29
IV Cty than Thống Nhất
1 Máng cào SKAT-80 Ck Mạo Khê 18,5 100 8
2 Máng cào SGB 420/30 Trung Quốc 30 100 42
3 " SGB 620/40 Trung Quốc 40 100 8
4 " PRP-150 Liên Xô 22 30 01
V Cty than Mạo Khê
1 Máng cào SKAT-80 Ck Mạo Khê 15 80 107
2 Máng cào C- M I I Ck Mạo Khê 11 60 08
VI Cty than Mông Dương
1 Máng cào C14 Việt Nam 15 80 50
2 Máng cào SGB 420/22 Trung Quốc 22 80 07
3 Máng cào SGZ 420/22 Trung Quốc 22 80 05
4 Máng cào CP-70 Liên Xô 45 x 2 150 04
VII Cty than Quang Hanh
1 Máng cào SGB 420/22N Trung Quốc 22 80 21
2 " SGB 420/22 Trung Quốc 22 80 02
3 " SGB-320/17 Trung Quốc 17 80 01
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 17
C.suất Chiều Số
TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX (kW) dài lượng
( m) (ch)
4 " SKAT-80 CĐ Uông Bí 18,5 80 14
5 " SKAT-80 CK Mạo Khê 18,5 80 04
6 " SKAT-80 CK Mạo Khê 22 50 03
7 " SKAT-80 CK Mạo Khê 30 50 03
8 " SKAT-80 CĐ Uông Bí 30 50 10
9 " SKAT-80 CĐ Uông Bí 22 50 02
VIII Cty than VD
1 Máng cào SKAT-80 CĐUB & MK 15-22 50 147
2 " SGB-420/22 Trung Quốc 22 50 04
3 Máng cào CP-70 Liên Xô 45 63 02
IX Cty than Hạ Long
1 Máng cào SGD-420/22 Trung Quốc 22 80 09
2 Máng cào SGD-320/17 Trung Quốc 17 80 42
3 Máng cào SGD-280/ 7.5 Trung Quốc 7.5 80 23
4 Máng cào SKAT-80 NM CKMK 18,5 80 98
X Cty than Hòn Gai
1 Máng cào C-14 M Viện CKNL 15 120 02
2 Máng cào SKAT-80 NM CKMK 15 80 61
3 Máng cào CP-70 Liên Xô cũ 45 63 02
4 Máng cào SGD-280/ 7.5 Trung Quốc 7.5 40 06
XI Cty than Uông Bí
1 Máng cào SKAT-80 NM CĐUB 15 80 97
2 Máng cào SGD-420/22 Trung Quốc 22 80 51
3 Máng cào SGD-420/30 Trung Quốc 30 80 21
XII Công ty XDM
1 Máng cào SKAT-80 Việt Nam 15 60 10
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 18
C.suất Chiều Số
TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX (kW) dài lượng
( m) (ch)
2 Máng cào CP- 70 Liên Xô 30 80 01
3 Máng cào SGD-280/11C TQuốc 11 60 02
Tổng cộng ∑1078
II.2.Đặc tính kỹ thuật của hệ thống liên hợp tại mỏ than Khe chàm
Tổ hợp thiết bị chính của công nghệ khai thác cơ giới hoá đồng bộ bằng
máy khấu combai kết hợp với giàn chống thủy lực tự hành gồm các thiết bị
chính sau đây ( hệ thống do Trung Quốc sản xuất):
1) Máy khấu than.
Máy khấu than được sử dụng là loại máy khấu có mã hiệu MG
150/375-W; MG 200-W1;... đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG
150/375-W được trình bày trong bảng 4.
Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150-375-w
TT Thông số Đơn vị tính Chỉ tiêu
1 Chiều cao khấu m 1,3-2,85
2 Bước khấu m 0,63
3 Góc dốc vỉa than phù hợp Độ < 35o
4 Đường kính tang phay m 1,25 - 1,4 – 1,6
5 Tốc độ quay của tang phay v/phút 40-46-52
6 Chiều dài tay khấu mm 1700
7 Tốc độ di chuyển m/phút 0-6
(Đặc tính kỹ thuật chi tiết của một số loại máy khấu than của Trung Quốc hiện
đang được áp dụng rộng rãi, được trình bày ở phần phụ lục)
2) Máng cào lò chợ.
Máng cào lò chợ được sử dụng là loại có mã hiệu SG630/2x110; SGZ -
630/2x110 và SGD-630/2*110. Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 19
630/2x110 được trình bày trong bảng 5. Đặc điểm nổi bật của các loại máng
cào này là có khả năng uốn cong theo gương lò.
Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -630/2x110
TT Tên thông số Đơn vị tính Chỉ tiêu
1 Chiều dài thiết kế m 180
2 Chiều dài xuất xưởng m 150
3 Năng suất vận chuyển T/h 450
4 Tốc độ xích kéo m/s 1,07
5 Công suất động cơ kW 2x110
6 Điện áp danh định V 1140
7 Tốc độ quay dộng cơ V/phút 1485
3) Giàn chống thuỷ lực tự hành.
Giàn chống thuỷ lực tự hành được sử dụng là kiểu công son 4 trụ có
mã hiệu ZZ-320/16/25. Đặc tính kỹ thuật được trình bày trong bảng 6.
Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZZ-320/16/25
TT Tên thông số Đơn vị tính Chỉ tiêu
1 Khoảng cách giàn chống m 1,5
2 Chiều cao kết cấu giàn chống m 1,6 ÷ 2,6
3 Chiều rộng giàn chống m 1,42 ÷ 1,59
4 Hành trình tiến gương m 0,6 ÷ 0,7
5 Lực chống ban đầu của giàn chống kN 2532 (31,5Mpa)
6 Lực chống đỡ của giàn chống kN 3200 (39,8Mpa)
7 Tỷ lệ áp lực nền Mpa 1,96
Áp lực dung dịch nhũ hoá từ trạm
8 Mpa 31,5
bơm cung cấp
Để có một dây chuyền khai thác phát huy tối ưu, tối đa công suất của
máy khấu than, thì phải có một dây truyền khai thác đồng bộ gồm các thiết bị
chính và các thiết bị phụ trợ đi kèm.
Author by
TĐT VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ Trang 20